Хәзерге коммерция литий-ион батарея системасында чикләү факторы, нигездә, электр үткәрүчәнлеге.Аерым алганда, уңай электрод материалының үткәрүчәнлеге җитмәү электрохимик реакция эшчәнлеген турыдан-туры чикли.Электрон транспорт өчен тиз канал белән тәэмин итү һәм актив материалның тулысынча кулланылуын тәэмин итү өчен, материалның үткәрүчәнлеген арттыру һәм үткәргеч челтәр төзү өчен тиешле үткәргеч агент өстәргә кирәк.Шуңа күрә үткәргеч агент шулай ук ​​актив материалга караганда литий ион батареясында алыштыргысыз материал.

Conductткәргеч агентның эшләве күпчелек очракта материалларның структурасына һәм аның актив материал белән контактта булуына бәйле.Гадәттә кулланыла торган литий ион батарея үткәргеч агентлары түбәндәге үзенчәлекләргә ия:

(1) Карбон кара: углерод кара структурасы углерод кара кисәкчәләренең чылбыр яки йөзем формасына җыелу дәрәҗәсе белән күрсәтелә.Электродта чылбыр үткәргеч структурасын формалаштыру өчен файдалы нечкә кисәкчәләр, тыгыз пакетланган челтәр чылбыры, зур конкрет өслек мәйданы һәм берәмлек массасы.Традицион үткәргеч агентларның вәкиле буларак, углерод кара хәзерге вакытта иң киң кулланыла торган үткәргеч агент.Кимчелек - бәянең югары булуы һәм таралуы кыен.

(2)Графит: Uctткәргеч графит уңай һәм тискәре актив материалларга якын булган кисәкчәләрнең зурлыгы, уртача билгеле өслек мәйданы, яхшы электр үткәрүчәнлеге белән характерлана.Ул батареяда үткәргеч челтәр төене булып эшли, һәм тискәре электродта ул үткәрүчәнлекне яхшыртып кына калмый, сыйдырышлыкны да яхшырта ала.

.Кимчелек - таралу кыен.

(4)Карбон нанотубы (CNT): CNT - соңгы елларда барлыкка килгән үткәргеч агентлар.Аларның, гадәттә, диаметры 5нм, озынлыгы 10-20ум.Алар үткәргеч челтәрләрдә "чыбыклар" булып кына калмыйлар, шулай ук ​​супер-конденсаторларның югары темплы характеристикаларын уйнау өчен икеләтә электрод катлам эффектына ия.Аның яхшы җылылык үткәрүчәнлеге шулай ук ​​батарея корылмасы һәм зарядка вакытында җылылыкның таралуына, батарея поляризациясен киметүгә, батареяның югары һәм түбән температураның эшләвен яхшыртырга, батареяның гомерен озайтырга ярдәм итә.

Conductткәргеч агент буларак, CNTлар төрле уңай электрод материаллары белән берлектә материал / батареяның сыйдырышлыгын, тизлеген һәм цикл эшләвен яхшырту өчен кулланылырга мөмкин.Кулланыла торган уңай электрод материаллары: LiCoO2, LiMn2O4, LiFePO4, полимер позитив электрод, Li3V2 (PO4) 3, марганец оксиды һ.б.

Башка киң таралган үткәргеч агентлар белән чагыштырганда, углерод нанотублары литий ион батареялары өчен уңай һәм тискәре үткәргеч агентлар кебек күп өстенлекләргә ия.Карбон нанотублары югары электр үткәрүчәнлегенә ия.Моннан тыш, CNTларның зур аспектлары бар, һәм түбән өстәмә күләм башка кушылмаларга охшаган перколяция бусагасына ирешә ала (кушылмаларда яки җирле миграциядә электроннар арасын саклап).Углеродлы нанотублар югары эффектив электрон транспорт челтәрен формалаштыра алганлыктан, сферик кисәкчәләр өстәмәсенә охшаган үткәрүчәнлек кыйммәте SWCNTларның 0,2 вт% белән генә ирешеп була.

(5)Графенискиткеч электр һәм җылылык үткәрүчәнлеге булган ике үлчәмле сыгылмалы планар углерод материалының яңа төре.Структура графен таблицасы катламына актив материал кисәкчәләрен ябыштырырга мөмкинлек бирә, һәм уңай һәм тискәре электрод актив материал кисәкчәләре өчен күп санлы үткәргеч контакт мәйданнары белән тәэмин итә, шулай итеп электроннар ике үлчәмле киңлектә үткәрелергә мөмкин. зур мәйданлы үткәргеч челтәр.Шулай итеп, ул хәзерге вакытта идеаль үткәргеч агент булып санала.

Карбон кара һәм актив материал контактта, һәм актив материалның куллану өлешен тулысынча арттыру өчен, актив материал кисәкчәләренә үтеп керә ала.Углерод нанотублары нокта контактында, һәм челтәр структурасын формалаштыру өчен актив материаллар арасына кереп, үткәрүчәнлекне арттырмыйча, шул ук вакытта өлешчә бәйләү агенты һәм графенның контакт режимы да булырга мөмкин. төп материал буларак зур мәйданлы үткәргеч челтәрен формалаштыру өчен, актив материал өслеген тоташтыра торган нокта-контакт, ләкин актив материалны тулысынча каплау кыен.Өстәлгән графен күләме өзлексез артса да, актив материалны тулысынча куллану кыен, Ли ионнарын тарату һәм электрод эшләвен начарлау.Шуңа күрә бу өч материал яхшы тулыландыру тенденциясенә ия.Углеродлы кара яки углеродлы нанотубларны графен белән катнаштыру, тулырак үткәргеч челтәр төзү өчен, электродның гомуми эшләвен тагын да яхшырта ала.

Моннан тыш, графен күзлегеннән караганда, графенның эшләнеше төрле әзерләү ысулларыннан аерылып тора, киметү дәрәҗәсендә, таблицаның зурлыгы һәм углерод кара катнашы, дисперсия һәм электрод калынлыгы табигатькә тәэсир итә. үткәргеч агентларның.Алар арасында, үткәргеч агентның функциясе - электрон транспорт өчен үткәргеч челтәр төзү, әгәр үткәргеч агент үзе яхшы таралмаса, эффектив үткәргеч челтәр төзү кыен.Традицион углерод кара үткәргеч агент белән чагыштырганда, графен ультра югары специфик өслеккә ия, һәм π-π конжугат эффекты практик кулланмаларда агломератлашуны җиңеләйтә.Шуңа күрә, графенны ничек яхшы дисперсия системасы итеп ясарга һәм аның искиткеч җитештерүчәнлеген тулысынча кулланырга кирәк - графенның киң кулланылышында чишелергә тиешле төп проблема.