導(dǎo)電劑材料是鋰離子電池的重要組成部分，對鋰離子電池的電化學(xué)性能起著重要的作用。適量的導(dǎo)電劑加入電極后，能夠有效提高電極內(nèi)部電子的轉(zhuǎn)移速率，降低電極歐姆電阻，提高活性物質(zhì)的利用率。導(dǎo)電劑的微觀結(jié)構(gòu)和分布狀況也極大地影響著電解質(zhì)的擴散。無論是鋰離子電池的負極還是正極，都需要導(dǎo)電劑。

　　市場上普遍應(yīng)用的正極材料如磷酸鐵鋰、鈷酸鋰等，導(dǎo)電性較差，正極材料的低電導(dǎo)率直接限制了電化學(xué)反應(yīng)的活性。當(dāng)電導(dǎo)率低于 10-6S/cm 時，在快速充放電條件下，極化現(xiàn)象明顯加重，循環(huán)容量衰減很快。所以，通常在電極活性材料中加入高電導(dǎo)性的導(dǎo)電劑構(gòu)建導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，以提高鋰離子電池的高倍率性能，滿足鋰離子電池高功率的要求。添加不同導(dǎo)電劑進入正極材料中服從“滲透閥值”理論，即在不添加或添加少量的導(dǎo)電劑時，電極不能構(gòu)建有效的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)添加量增加到一定值后，電極能形成有效的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，從而導(dǎo)電性產(chǎn)生突變，再增加導(dǎo)電劑的含量也不能顯著提高導(dǎo)電性，這個添加量就是導(dǎo)電劑的滲透閥值。由于導(dǎo)電劑不能提供鋰離子存儲，添加量過多不僅增加電極材料的成本和制備工藝過程，而且會降低電池的體積能量密度，因此在能形成有效導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的前提下，應(yīng)盡量減少導(dǎo)電劑的用量。 常用的鋰離子電池導(dǎo)電劑主要有炭黑、導(dǎo)電石墨、碳納米管、碳纖維、石墨烯等。

常見導(dǎo)電劑理化參數(shù)對比

　　炭黑是目前使用最為廣泛的導(dǎo)電劑，主要采用有機物（天然氣、重油等）不完全燃燒或受熱分解而得到，并通過高溫處理以提高其導(dǎo)電性與純度。石墨導(dǎo)電劑基本為人造石墨，與負極材料人造石墨相比，作為導(dǎo)電劑的人造石墨具有更小的顆粒度，一般為 3~6μm，且孔隙和比表面更發(fā)達，有利于極片顆粒的壓實以及改善離子和電子電導(dǎo)率。

炭黑與導(dǎo)電石墨導(dǎo)電機理示意圖

　　相比之下，炭黑具有更好的離子和電子導(dǎo)電能力，因為炭黑具有更大的比表面積，有利于電解質(zhì)的吸附而提高離子電導(dǎo)率。另外，炭黑顆粒團聚形成支鏈結(jié)構(gòu)，能夠與活性材料形成鏈?zhǔn)綄?dǎo)電結(jié)構(gòu)，有助于提高材料的電子導(dǎo)電率，但團聚也會使炭黑的利用效率降低。而石墨則具有更好的壓縮性和分散性，可提高電池的體積能量密度和改善極片的工藝特性，一般配合炭黑使用。

石墨與炭黑性能對比

　　新型導(dǎo)電劑包括氣相生長碳纖維（VGCF），碳納米管（CNTs），石墨烯（Graphene）等。目前研究最火熱的導(dǎo)電劑就是碳納米管和石墨烯。

新型導(dǎo)電劑材料理論性能對比，石墨烯和碳納米管導(dǎo)電性能優(yōu)越

石墨烯導(dǎo)電劑能使電極擁有更小極片電阻

　　國內(nèi)炭黑和石墨都有較為成熟的產(chǎn)業(yè)，鋰電池導(dǎo)電劑并非它們的主要收入來源。導(dǎo)電炭黑產(chǎn)品導(dǎo)電性、分散性等綜合性能與國外產(chǎn)品還有較大的差距，導(dǎo)電性好的產(chǎn)品往往分散性較差，而分散性好的產(chǎn)品導(dǎo)電性又不足。國內(nèi)炭黑市場以生產(chǎn)低端產(chǎn)品為主，滿足不了高端市場需求，高端的導(dǎo)電炭黑市場仍然是依賴進口。導(dǎo)電石墨存在同樣的問題。

部分傳統(tǒng)導(dǎo)電劑生產(chǎn)企業(yè)

　　盡管目前業(yè)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的還是傳統(tǒng)類型的導(dǎo)電劑，但新型導(dǎo)電劑碳納米管和石墨烯研究持續(xù)火熱，隨著產(chǎn)品逐步產(chǎn)業(yè)化，大有取代傳統(tǒng)導(dǎo)電劑之勢。 碳納米管和石墨烯新型材料的研究大多仍處于前期階段，許多高級應(yīng)用尚未實現(xiàn)。目前國內(nèi)最先得以產(chǎn)業(yè)化的是它們的粉體材料，粉體材料保有它們良好的導(dǎo)電特性，經(jīng)過一定的處理，可作為導(dǎo)電添加劑加入電極中，提高電極的導(dǎo)電性能。近年來，不少碳納米管、石墨烯生產(chǎn)企業(yè)從碳納米管粉體、石墨烯粉體入手，制備碳納米管導(dǎo)電劑和石墨烯導(dǎo)電劑，如深圳納米港、中科時代納米材料中心、青島昊鑫新能源、寧波墨西、第六元素等。新型導(dǎo)電劑與傳統(tǒng)導(dǎo)電劑相比，最大的劣勢在于價格。在未來的 3 到 5 年內(nèi)，石墨烯和碳納米管導(dǎo)電劑的價格預(yù)計還是會遠高于炭黑等傳統(tǒng)導(dǎo)電劑。

國內(nèi)新型鋰電池導(dǎo)電劑生產(chǎn)企業(yè)

導(dǎo)電劑價格變化（美元/千克）