锂离子电池是许多便携式设备和电动汽车的主要可充电电源，但它们的使用受到限制，因为它们不能提供高功率输出，同时允许可逆的能量存储。AIP出版社发表在《应用物理评论》上的一项研究旨在通过展示导电填料如何改善电池性能来提供一种解决方案。
最佳的电池设计涉及厚电极结构。这提高了能量密度，杏耀但设计受到锂离子输送不良的影响，这是这些电极功能发挥的关键一步。已经尝试了各种改进技术，包括建立垂直排列的通道或创造适当大小的孔，以促进锂离子的运输。
另一种方法涉及到使用由导电碳制成的填料。这项研究考虑了三种类型的填充剂:单壁碳纳米管(SWCNTs)、石墨烯纳米片和一种被称为超级P的物质，超级P是石油前体氧化过程中产生的一种炭黑颗粒。超级P是锂离子电池中最常用的导电填料。
填充物被添加到一种名为NCM的电极材料中，这种电极材料含有镍、钴和锰。研究人员用扫描电子显微镜检查了合成的复合材料。发现超磷和NCM粒子以点对点接触方式排列。
然而，SWCNTs包裹在NCM颗粒周围，形成导电涂层。此外，在NCM颗粒之间的空隙中观察到相互连接的SWCNTs网络。石墨烯纳米片也包裹在NCM电极颗粒上，但不像SWCNTs那样均匀。
SWCNTs是NCM电极的最佳导电填料。
“测得的电导率与渗透理论一致……当导电填料被添加到绝缘基体中时，一旦形成第一个通过复合材料的导电通路，导电率就会显著增加，”作者之一余桂华说。
由于渗滤需要通过填料的完整通道，因此需要足够数量的导电填料。因此，研究人员考虑了不同数量的填充剂，发现将NCM电极与重量仅为0.16%的SWCNT结合可以产生良好的导电性。为了达到同样的效果，需要更多的超级P和石墨烯。
研究人员使用了多种光谱技术，包括拉曼光谱和x射线吸收光谱，来研究合成的复合材料。
