יישום של גרפן בחומרי קתודה

חומרי האלקטרודה הקתודה של סוללות ליתיום, כגון LiCoO2, LiMn2O4 ו-LiFePO4 הנפוצים, הם מוליכים אלקטרוניים גרועים, והמוליכות החשמלית שלהם היא 10-4, 10-6 ו-10-9 Scm{{7} }, בהתאמה.

במערכת סוללות הליתיום-יון הנוכחית, לחומרי האלקטרודה של הקתודה והאנודה המשמשים בסוללה עצמה יש מוליכות יונית ואלקטרונית נמוכה, שהיא הגורם העיקרי המשפיע ומגביל את מחזור הטעינה-פריקה וביצועי הקצב של סוללות ליתיום.

לכן, על מנת לעשות שימוש מלא בחומר האלקטרודה הקתודה ולשפר את ביצועי הקצב של הסוללה במהלך תהליך הטעינה והפריקה, יש להוסיף חומר מוליך לחומר האלקטרודה הקתודה. הסוכן המוליך המסורתי הוא בדרך כלל גרפיט. לגרפן עצמו מוליכות אלקטרונית גבוהה מאוד, ושימוש בגרפן כתוסף מוליך הוא היישום הישיר והנפוץ ביותר בסוללות ליתיום.