Trong hệ thống pin lithium-ion thương mại hiện tại, yếu tố giới hạn chủ yếu là độ dẫn điện. Cụ thể, độ dẫn không đủ của vật liệu điện cực dương trực tiếp hạn chế hoạt động của phản ứng điện hóa. Cần thêm một tác nhân dẫn điện phù hợp để tăng cường độ dẫn của vật liệu và xây dựng mạng dẫn điện để cung cấp một kênh nhanh để vận chuyển điện tử và đảm bảo rằng vật liệu hoạt động được sử dụng đầy đủ. Do đó, tác nhân dẫn điện cũng là một vật liệu không thể thiếu trong pin lithium ion so với vật liệu hoạt động.

Hiệu suất của một tác nhân dẫn điện phụ thuộc vào một mức độ lớn vào cấu trúc của các vật liệu và cách cư xử mà nó tiếp xúc với vật liệu hoạt động. Các tác nhân dẫn điện pin lithium ion thường được sử dụng có các đặc điểm sau:

(1) Black carbon: Cấu trúc của màu đen carbon được biểu thị bằng mức độ tập hợp các hạt đen carbon thành một chuỗi hoặc hình dạng nho. Các hạt mịn, chuỗi mạng đóng gói dày đặc, diện tích bề mặt riêng lớn và khối lượng đơn vị, có lợi để tạo thành cấu trúc dẫn chuỗi trong điện cực. Là đại diện của các tác nhân dẫn điện truyền thống, Carbon Black hiện là tác nhân dẫn điện được sử dụng rộng rãi nhất. Nhược điểm là giá cao và rất khó để phân tán.

(2)Than chì: Nham dẫn được đặc trưng bởi kích thước hạt gần với các vật liệu hoạt động dương và âm, diện tích bề mặt riêng vừa phải và độ dẫn điện tốt. Nó hoạt động như một nút của mạng dẫn điện trong pin và trong điện cực âm, nó không chỉ có thể cải thiện độ dẫn mà còn cả công suất.

. Nhược điểm là rất khó để phân tán.

(4)Ống nano carbon (CNTs): CNT là các tác nhân dẫn điện đã xuất hiện trong những năm gần đây. Chúng thường có đường kính khoảng 5nm và chiều dài 10-20um. Chúng không chỉ có thể hoạt động như các dây điện trên mạng trong các mạng dẫn điện, mà còn có hiệu ứng lớp điện cực kép để tạo ra các đặc tính tốc độ cao của siêu tụ điện. Độ dẫn nhiệt tốt của nó cũng có lợi cho sự tản nhiệt trong quá trình sạc và xả pin, giảm phân cực pin, cải thiện hiệu suất nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp và kéo dài thời lượng pin.

Là một tác nhân dẫn điện, CNT có thể được sử dụng kết hợp với các vật liệu điện cực dương khác nhau để cải thiện công suất, tốc độ và hiệu suất chu kỳ của vật liệu/pin. Các vật liệu điện cực dương có thể được sử dụng bao gồm: LICOO2, LIMN2O4, LIFEPO4, Điện cực dương polymer, LI3V2 (PO4) 3, oxit mangan và tương tự.

So với các tác nhân dẫn điện phổ biến khác, ống nano carbon có nhiều lợi thế là tác nhân dẫn điện tích cực và tiêu cực đối với pin ion lithium. Nan carbon có độ dẫn điện cao. Ngoài ra, CNT có tỷ lệ khung hình lớn và lượng bổ sung thấp hơn có thể đạt được ngưỡng percolation tương tự như các chất phụ gia khác (duy trì khoảng cách của các electron trong hợp chất hoặc di chuyển cục bộ). Do các ống nano carbon có thể tạo thành một mạng vận chuyển điện tử hiệu quả cao, nên có thể đạt được giá trị độ dẫn tương tự như phụ gia hạt hình cầu có thể đạt được chỉ với 0,2% khối lượng SWCNTs.

(5)Graphenelà một loại vật liệu carbon phẳng linh hoạt hai chiều mới với độ dẫn điện và nhiệt tuyệt vời. Cấu trúc cho phép lớp tấm graphene tuân thủ các hạt vật liệu hoạt động và cung cấp một số lượng lớn các vị trí tiếp xúc dẫn điện cho các hạt vật liệu hoạt động điện cực dương và âm, do đó các electron có thể được tiến hành trong không gian hai chiều để tạo thành mạng dẫn điện khu vực lớn. Do đó, nó được coi là tác nhân dẫn điện lý tưởng hiện tại.

Đen carbon và vật liệu hoạt động tiếp xúc điểm, và có thể xâm nhập vào các hạt của vật liệu hoạt động để tăng hoàn toàn tỷ lệ sử dụng của các vật liệu hoạt động. Các ống nano carbon đang tiếp xúc với đường điểm và có thể được xen kẽ giữa các vật liệu hoạt động để tạo thành cấu trúc mạng, không chỉ làm tăng độ dẫn, đồng thời, nó cũng có thể hoạt động như một tác nhân liên kết một phần và chế độ tiếp xúc của graphene là tiếp xúc với mặt vật liệu hoạt động. Ngay cả khi lượng graphene được thêm vào liên tục tăng, rất khó để sử dụng hoàn toàn vật liệu hoạt động và các ion Li khuếch tán và làm giảm hiệu suất điện cực. Do đó, ba tài liệu này có xu hướng bổ sung tốt. Trộn các ống nano đen hoặc carbon với graphene để xây dựng một mạng dẫn điện hoàn chỉnh hơn có thể cải thiện hơn nữa hiệu suất tổng thể của điện cực.

Ngoài ra, từ quan điểm của graphene, hiệu suất của graphene khác nhau so với các phương pháp chuẩn bị khác nhau, ở mức độ giảm, kích thước của tấm và tỷ lệ đen carbon, khả năng phân tán và độ dày của điện cực đều ảnh hưởng rất nhiều đến bản chất của các tác nhân dẫn điện. Trong số đó, vì chức năng của tác nhân dẫn điện là xây dựng một mạng dẫn điện để vận chuyển điện tử, nếu bản thân tác nhân dẫn điện không được phân tán tốt, rất khó để xây dựng một mạng dẫn điện hiệu quả. So với tác nhân dẫn điện màu đen carbon truyền thống, graphene có diện tích bề mặt cực cao và hiệu ứng liên hợp π-π giúp dễ dàng kết tụ trong các ứng dụng thực tế. Do đó, làm thế nào để làm cho graphene tạo thành một hệ thống phân tán tốt và sử dụng đầy đủ hiệu suất tuyệt vời của nó là một vấn đề chính cần được giải quyết trong ứng dụng rộng rãi của graphene.