Mevcut ticari lityum iyon pil sisteminde, sınırlayıcı faktör esas olarak elektriksel iletkenliktir. Özellikle, pozitif elektrot malzemesinin yetersiz iletkenliği, elektrokimyasal reaksiyonun aktivitesini doğrudan sınırlar. Malzemenin iletkenliğini arttırmak için uygun bir iletken ajan eklemek ve elektron taşınması için hızlı bir kanal sağlamak için iletken ağı oluşturmak ve aktif malzemenin tamamen kullanılmasını sağlar. Bu nedenle, iletken ajan aynı zamanda lityum iyon pilinde aktif malzemeye göre vazgeçilmez bir malzemedir.

İletken bir ajanın performansı, büyük ölçüde malzemelerin yapısına ve aktif malzemeyle temas ettiği davranışlara bağlıdır. Yaygın olarak kullanılan lityum iyon akü iletken ajanları aşağıdaki özelliklere sahiptir:

(1) Karbon Siyahı: Karbon siyahının yapısı, karbon siyah parçacıklarının bir zincir veya üzüm şekline birikme derecesi ile ifade edilir. İnce parçacıklar, yoğun paketlenmiş ağ zinciri, geniş spesifik yüzey alanı ve elektrotta zincir iletken bir yapı oluşturmak için yararlı olan birim kütlesi. Geleneksel iletken ajanların bir temsilcisi olarak, Carbon Black şu anda en yaygın kullanılan iletken ajandır. Dezavantajı, fiyatın yüksek olması ve dağılması zor olmasıdır.

(2)Grafit: İletken grafit, pozitif ve negatif aktif malzemelerin, orta derecede spesifik bir yüzey alanı ve iyi elektrik iletkenliğine yakın bir parçacık boyutu ile karakterizedir. Pilde iletken ağın bir düğümü görevi görür ve negatif elektrotta sadece iletkenliği değil, aynı zamanda kapasiteyi de iyileştirebilir.

(3) P-LI: Süper P-Li, iletken karbon siyahına benzer, ancak orta derecede spesifik yüzey alanı, özellikle aküde iletken bir ağ oluşturmak için çok avantajlı olan küçük parçacık boyutu ile karakterizedir. Dezavantajı, dağılmanın zor olmasıdır.

(4)Karbon Nanotüpler (CNT'ler): CNT'ler son yıllarda ortaya çıkan iletken ajanlardır. Genellikle yaklaşık 5nm çapı ve 10-20um uzunluğuna sahiptir. Sadece iletken ağlarda “kablolar” olarak hareket etmekle kalmaz, aynı zamanda süper kapasitörlerin yüksek oranlı özelliklerine oyun vermek için çift elektrot katman etkisine de sahiptirler. İyi termal iletkenliği, pil şarjı ve deşarjı sırasında ısı dağılmasına, pil polarizasyonunu azaltmaya, pili yüksek ve düşük sıcaklık performansını artırmaya ve pil ömrünü uzatmaya da elverişlidir.

İletken bir ajan olarak CNT'ler, malzemenin/pilin kapasitesini, hızını ve döngü performansını artırmak için çeşitli pozitif elektrot malzemeleri ile kombinasyon halinde kullanılabilir. Kullanılabilecek pozitif elektrot malzemeleri şunları içerir: LICOO2, LIMN2O4, LIFEPO4, polimer pozitif elektrot, Li3v2 (PO4) 3, manganez oksit ve benzerleri.

Diğer yaygın iletken ajanlarla karşılaştırıldığında, karbon nanotüplerin lityum iyon pilleri için pozitif ve negatif iletken ajanlar olarak birçok avantajı vardır. Karbon nanotüpleri yüksek elektriksel iletkenliğe sahiptir. Ek olarak, CNT'ler büyük en boy oranına sahiptir ve daha düşük ilave miktarı diğer katkı maddelerine benzer bir perkasyon eşiği elde edebilir (bileşikteki veya lokal göçteki elektronların mesafesini koruma). Karbon nanotüpler yüksek verimli bir elektron taşıma ağı oluşturabildiğinden, küresel bir partikül katkı maddesine benzer bir iletkenlik değeri SWCNT'lerin sadece% 0.2'si ile elde edilebilir.

(5)Grafenmükemmel elektrik ve termal iletkenliğe sahip yeni bir tip iki boyutlu esnek düzlemsel karbon malzemesidir. Yapı, grafen tabakası tabakasının aktif malzeme parçacıklarına yapışmasına izin verir ve pozitif ve negatif elektrot aktif malzeme parçacıkları için çok sayıda iletken temas bölgesi sağlar, böylece elektronlar büyük alan iletken bir ağ oluşturmak için iki boyutlu bir boşlukta gerçekleştirilebilir. Bu nedenle şu anda ideal iletken ajan olarak kabul edilmektedir.

Karbon siyahı ve aktif malzeme nokta temas halindedir ve aktif malzemelerin kullanım oranını tam olarak arttırmak için aktif malzemenin parçacıklarına nüfuz edebilir. Karbon nanotüpler nokta çizgisi temas halindedir ve sadece iletkenliği arttırmakla kalmayıp aynı zamanda kısmi bir bağlama maddesi olarak hareket edebilen bir ağ yapısı oluşturmak için aktif malzemeler arasında serpiştirilebilir ve grafenin temas modu, aktif bir gövdenin yüzeyini, aktif bir materyal olarak tamamen örtmek için, aynı zamanda tamamen kaplamak için bağlanabilen noktadan yüzeye temastır. Eklenen grafen miktarı sürekli olarak arttırılsa bile, aktif malzemeyi tamamen kullanmak ve dağınık li iyonlarını kullanmak ve elektrot performansını bozmak zordur. Bu nedenle, bu üç malzemenin iyi bir tamamlayıcı eğilimi vardır. Daha eksiksiz bir iletken ağ oluşturmak için karbon siyahı veya karbon nanotüplerinin grafen ile karıştırılması, elektrotun genel performansını daha da artırabilir.

Ek olarak, grafen perspektifinden bakıldığında, grafenin performansı farklı preparasyon yöntemlerinden, azaltma derecesi, tabakanın boyutu ve karbon siyahı oranı, dağılabilirlik ve elektrot kalınlığı, iletken ajanların doğalarını büyük ölçüde etkiler. Bunlar arasında, iletken ajanın işlevi elektron taşımacılığı için iletken bir ağ oluşturmak olduğundan, iletken ajanın kendisi iyi dağılmamışsa, etkili bir iletken ağ oluşturmak zordur. Geleneksel karbon siyah iletken ajanla karşılaştırıldığında, grafen ultra yüksek bir spesifik yüzey alanına sahiptir ve π-π konjugat etkisi pratik uygulamalarda toplanmayı kolaylaştırır. Bu nedenle, grafenin formunu iyi bir dispersiyon sistemi haline getirme ve mükemmel performansından tam olarak yararlanacağı, grafenin yaygın uygulamasında çözülmesi gereken önemli bir sorundur.