در سیستم باتری لیتیوم یون تجاری فعلی، عامل محدود کننده عمدتاً هدایت الکتریکی است.به طور خاص، رسانایی ناکافی مواد الکترود مثبت به طور مستقیم فعالیت واکنش الکتروشیمیایی را محدود می کند.لازم است یک عامل رسانا مناسب برای افزایش رسانایی ماده و ساخت شبکه رسانا برای ایجاد کانالی سریع برای انتقال الکترون و اطمینان از استفاده کامل از ماده فعال اضافه شود.بنابراین، عامل رسانا نیز یک ماده ضروری در باتری لیتیوم یونی نسبت به ماده فعال است.

عملکرد یک عامل رسانا تا حد زیادی به ساختار مواد و نحوه تماس آن با ماده فعال بستگی دارد.عوامل رسانای باتری لیتیوم یونی معمولاً دارای ویژگی های زیر هستند:

(1) کربن سیاه: ساختار کربن سیاه با درجه تجمع ذرات کربن سیاه در یک زنجیره یا شکل انگور بیان می شود.ذرات ریز، زنجیره شبکه پر متراکم، سطح ویژه بزرگ و جرم واحد، که برای تشکیل ساختار رسانای زنجیره ای در الکترود مفید هستند.به عنوان نماینده عوامل رسانای سنتی، کربن سیاه در حال حاضر پرمصرف ترین عامل رسانا است.عیب آن این است که قیمت آن بالا است و پراکندگی آن دشوار است.

(2)گرافیت: گرافیت رسانا با اندازه ذرات نزدیک به مواد فعال مثبت و منفی، سطح ویژه متوسط ​​و رسانایی الکتریکی خوب مشخص می شود.این به عنوان یک گره از شبکه رسانا در باتری عمل می کند و در الکترود منفی نه تنها می تواند رسانایی، بلکه ظرفیت را نیز بهبود بخشد.

(3) P-Li: Super P-Li با اندازه ذرات کوچک، شبیه به کربن سیاه رسانا، اما سطح ویژه متوسط، به ویژه به شکل شاخه‌هایی در باتری مشخص می‌شود که برای تشکیل یک شبکه رسانا بسیار سودمند است.عیب این است که پراکندگی آن دشوار است.

(4)نانولوله های کربنی (CNTs): CNT ها عوامل رسانایی هستند که در سال های اخیر پدید آمده اند.قطر آنها معمولاً 5 نانومتر و طول آنها 10-20 میلی متر است.آنها نه تنها می توانند به عنوان "سیم" در شبکه های رسانا عمل کنند، بلکه دارای اثر لایه الکترود دوگانه برای بازی با ویژگی های سرعت بالای ابرخازن ها هستند.رسانایی حرارتی خوب آن همچنین منجر به اتلاف گرما در طول شارژ و تخلیه باتری، کاهش قطبش باتری، بهبود عملکرد باتری در دمای بالا و پایین و افزایش عمر باتری می شود.

به عنوان یک عامل رسانا، CNT ها را می توان در ترکیب با مواد مختلف الکترود مثبت برای بهبود ظرفیت، سرعت و عملکرد چرخه مواد/باتری استفاده کرد.مواد الکترود مثبت قابل استفاده عبارتند از: LiCoO2، LiMn2O4، LiFePO4، الکترود مثبت پلیمری، Li3V2(PO4)3، اکسید منگنز و موارد مشابه.

در مقایسه با سایر عوامل رسانای رایج، نانولوله‌های کربنی مزایای زیادی به عنوان عوامل رسانای مثبت و منفی برای باتری‌های لیتیوم یونی دارند.نانولوله های کربنی رسانایی الکتریکی بالایی دارند.علاوه بر این، نانولوله‌های کربنی نسبت ابعاد بزرگی دارند و مقدار افزودن کمتر می‌تواند به آستانه نفوذ مشابه سایر افزودنی‌ها (حفظ فاصله الکترون‌ها در ترکیب یا مهاجرت محلی) دست یابد.از آنجایی که نانولوله های کربنی می توانند یک شبکه انتقال الکترون بسیار کارآمد را تشکیل دهند، مقدار رسانایی مشابه با یک افزودنی ذرات کروی را می توان تنها با 0.2 درصد وزنی SWCNT ها به دست آورد.

(5)گرافننوع جدیدی از مواد کربنی مسطح انعطاف پذیر دو بعدی با هدایت الکتریکی و حرارتی عالی است.این ساختار به لایه ورقه گرافن اجازه می دهد تا به ذرات ماده فعال بچسبد و تعداد زیادی محل تماس رسانا برای ذرات ماده فعال الکترود مثبت و منفی فراهم کند، به طوری که الکترون ها را می توان در یک فضای دو بعدی هدایت کرد تا یک شبکه رسانا با مساحت بزرگبنابراین در حال حاضر به عنوان عامل رسانا ایده آل در نظر گرفته می شود.

کربن سیاه و ماده فعال در تماس نقطه ای هستند و می توانند به ذرات ماده فعال نفوذ کنند تا نسبت استفاده از مواد فعال را به طور کامل افزایش دهند.نانولوله‌های کربنی در تماس خط نقطه‌ای هستند و می‌توانند بین مواد فعال برای تشکیل ساختار شبکه‌ای پراکنده شوند که نه تنها رسانایی را افزایش می‌دهد، بلکه می‌تواند به عنوان یک عامل پیوند جزئی و حالت تماس گرافن نیز عمل کند. تماس نقطه به چهره است که می تواند سطح ماده فعال را به هم متصل کند تا یک شبکه رسانا با مساحت بزرگ به عنوان بدنه اصلی تشکیل دهد، اما پوشاندن کامل ماده فعال دشوار است.حتی اگر مقدار گرافن اضافه شده به طور مداوم افزایش یابد، استفاده کامل از ماده فعال و انتشار یون های لیتیوم و بدتر شدن عملکرد الکترود دشوار است.بنابراین این سه ماده روند مکمل خوبی دارند.اختلاط کربن سیاه یا نانولوله‌های کربنی با گرافن برای ساختن یک شبکه رسانای کامل‌تر می‌تواند عملکرد کلی الکترود را بیشتر بهبود بخشد.

علاوه بر این، از دیدگاه گرافن، عملکرد گرافن از روش‌های مختلف آماده‌سازی متفاوت است، در درجه کاهش، اندازه ورق و نسبت کربن سیاه، پراکندگی و ضخامت الکترود همگی بر طبیعت تأثیر می‌گذارند. از عوامل رسانا تا حد زیادیدر میان آنها، از آنجایی که وظیفه عامل رسانا ایجاد شبکه رسانا برای انتقال الکترون است، اگر خود عامل رسانا به خوبی پراکنده نباشد، ساخت یک شبکه رسانای موثر دشوار است.در مقایسه با عامل رسانای کربن سیاه سنتی، گرافن دارای سطح ویژه بسیار بالایی است و اثر مزدوج π-π باعث می‌شود که در کاربردهای عملی تجمع آن آسان‌تر شود.بنابراین، چگونگی ساخت گرافن به یک سیستم پراکندگی خوب و استفاده کامل از عملکرد عالی آن یک مشکل کلیدی است که باید در کاربرد گسترده گرافن حل شود.