在鋰離子電池中，導(dǎo)電劑主要用于加速材料界面間、材料與集流體間電子的傳導(dǎo)，減小接觸電阻，降低大電流充放電引起的極化，提高倍率性能。導(dǎo)電劑雖然所占比例不大（通常不超過(guò)電極5%），卻起著非常關(guān)鍵的作用。

石墨烯是具有特殊二維結(jié)構(gòu)的碳材料，兼具良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性與片層柔性。作為導(dǎo)電劑使用時(shí)，可與活性材料通過(guò)點(diǎn)-面接觸形成三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，提高電子電導(dǎo)率。還可在活性物質(zhì)顆粒之間形成不同大小和形狀的孔隙，使活性物質(zhì)與電解質(zhì)得到充分浸潤(rùn)，提高離子電導(dǎo)率。少量添加即可表現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能，因而在鋰離子電池中具有巨大的應(yīng)用前景。

近年來(lái)，隨著石墨烯制備技術(shù)的不斷發(fā)展，石墨烯的制備方法越來(lái)越多樣化。采用不同方法得到的石墨烯材料性能及作為導(dǎo)電劑的應(yīng)用效果也不盡相同。

為了更好地選擇適合不同活性物質(zhì)體系的石墨烯材料，中科院金屬所李峰研究員課題組選取目前最常用的三種量產(chǎn)的石墨烯作為導(dǎo)電劑，在鋰離子電池商業(yè)化正極材料鈷酸鋰體系中開(kāi)展了應(yīng)用研究。

研究結(jié)果表明，將具有大片層尺寸、高結(jié)晶度和高導(dǎo)電性的石墨烯作為導(dǎo)電劑時(shí)，并未如預(yù)期那樣增強(qiáng)鈷酸鋰正極的電化學(xué)性能。然而，將具有一定含氧官能團(tuán)、相對(duì)低的比表面積和適中尺寸的石墨烯作為導(dǎo)電劑時(shí)，電化學(xué)性能有了很大的改善。當(dāng)與SuperP復(fù)合使用時(shí)，僅需1%的石墨烯就足以形成有效的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。

作者進(jìn)一步分析了不同石墨烯作為導(dǎo)電劑在鈷酸鋰中的傳遞機(jī)理，揭示了石墨烯的導(dǎo)電性并不是影響電化學(xué)性能的唯一因素，其表面化學(xué)和片層尺寸也是影響電化學(xué)性能的重要因素。雖然氧化還原法得到的石墨烯也展現(xiàn)出了較為理想的電化學(xué)性能，但其較大的比表面積會(huì)使電極的體積能量密度和加工性能受到限制，因此并非導(dǎo)電劑的最佳選擇。

該研究不僅提出了適用于鈷酸鋰正極體系的石墨烯導(dǎo)電劑的應(yīng)用方案，也為石墨烯導(dǎo)電劑在高功率、高能量密度鋰離子電池應(yīng)用中的有效選擇提供了嶄新的視角。