ৰ চাৰ্জিং প্ৰক্ৰিয়াত...লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰী, ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ড পদাৰ্থই লিথিয়াম আয়ন আৰু ইলেক্ট্ৰন কঢ়িয়াই নিয়াৰ ক্ষেত্ৰত গুৰুত্বপূৰ্ণ ভূমিকা পালন কৰে আৰু শক্তি সংৰক্ষণ আৰু মুক্তিৰ বাবে ই অপৰিহাৰ্য। খৰচৰ দৃষ্টিকোণৰ পৰা এই সামগ্ৰীসমূহে মুঠ বেটাৰী নিৰ্মাণ ব্যয়ৰ ৫%ৰ পৰা ১৫% ভাগ লয় আৰু লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰী উৎপাদনৰ বাবে ইয়াক অপৰিহাৰ্য মূল কেঁচামালসমূহৰ ভিতৰত অন্যতম বুলি গণ্য কৰা হয়। ধনাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ড পদাৰ্থৰ দৰেই ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ড পদাৰ্থইও লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰী প্ৰযুক্তিৰ উন্নতিৰ ক্ষেত্ৰত অতি গুৰুত্বপূৰ্ণ ভূমিকা পালন কৰে। শেহতীয়া বছৰবোৰত, উন্নত বেটাৰীৰ কাৰ্য্যক্ষমতাৰ চাহিদা বৃদ্ধিৰ লগে লগে-বিশেষকৈ, অধিক শক্তি ঘনত্ব, শক্তি ঘনত্ব, আৰু উন্নত চক্ৰৰ স্থিৰতা আৰু সুৰক্ষাৰ সন্ধানত-গৱেষকসকলে লিথিয়াম-আয়নৰ অন্যতম মূল উপাদান ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ড পদাৰ্থৰ প্ৰতি অতি মনোযোগ দিছে
বেটাৰী। এটা আদৰ্শ ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ড পদাৰ্থৰ তলত দিয়া বৈশিষ্ট্যসমূহ থাকিব লাগে:
(১) লঘু, নিৰ্দিষ্ট ক্ষমতাক অনুকূল কৰিবলৈ যিমান পাৰি সিমান Li গ্ৰহণ কৰা।
(২) লিথিয়াম আয়ন সন্নিৱিষ্ট আৰু নিষ্কাশন বিক্ৰিয়াৰ বাবে কম ৰেডক্স সম্ভাৱনা, যিয়ে বেটাৰীৰ উচ্চ আউটপুট ভল্টেজ লাভ কৰাত সহায় কৰে।
(৩) ভাল ইলেক্ট্ৰনিক আৰু আয়নিক পৰিবাহীতা।
(৪) ইলেক্ট্ৰলাইট দ্রাৱকত অদ্ৰৱণীয় আৰু লিথিয়াম লৱণৰ সৈতে বিক্ৰিয়া নকৰে। (৫) চাৰ্জিং আৰু ডিচাৰ্জিঙৰ পিছত উৎকৃষ্ট ৰাসায়নিক স্থিৰতা, উচ্চ সুৰক্ষা কাৰ্য্যক্ষমতা আৰু চক্ৰ জীৱন, আৰু কম স্ব-ডিচাৰ্জ হাৰ।
(৬) সস্তা, প্ৰচুৰ সম্পদ, আৰু পৰিৱেশ অনুকূল।
এনোড পদাৰ্থক ইয়াৰ ৰাসায়নিক গঠনৰ ওপৰত ভিত্তি কৰি দুটা মূল ভাগত ভাগ কৰিব পাৰি: কাৰ্বন-ভিত্তিক পদাৰ্থ আৰু অ-কাৰ্বন-ভিত্তিক পদাৰ্থ। কাৰ্বন-ভিত্তিক পদাৰ্থসমূহক আৰু অধিক উপবিভক্ত কৰিব পাৰি গ্ৰেফাইটিক কাৰ্বন পদাৰ্থ আৰু আকাৰহীন কাৰ্বন পদাৰ্থত। অ-কাৰ্বন-ভিত্তিক পদাৰ্থসমূহৰ ভিতৰত চিলিকন-ভিত্তিক, টাইটানিয়াম-ভিত্তিক আৰু বিভিন্ন ধাতুৰ অক্সাইড অন্তৰ্ভুক্ত। বৰ্তমান বজাৰত বহুলভাৱে ব্যৱহৃত এনোড সামগ্ৰীসমূহৰ ভিতৰত মূলতঃ তিনি ধৰণৰ: কাৰ্বন-ভিত্তিক সামগ্ৰী, লিথিয়াম টাইটানেট (LiTisOi2), আৰু চিলিকন অন্তৰ্ভুক্ত কৰা কাৰ্বন কম্পোজিট পদাৰ্থ। কাৰ্বন-ভিত্তিক পদাৰ্থসমূহক আৰু অধিক ভাগ কৰিব পাৰি গ্ৰেফাইট (প্ৰাকৃতিক আৰু কৃত্ৰিম গ্ৰেফাইট), কোমল কাৰ্বন আৰু কঠিন কাৰ্বন। এই শ্ৰেণীসমূহৰ ভিতৰত কৃত্ৰিম গ্ৰেফাইটে বজাৰত সৰ্বাধিক অংশীদাৰিত্ব লাভ কৰিছে।
আন্তঃসংলগ্ন এনোড পদাৰ্থ
কাৰ্বন পদাৰ্থ
লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীৰ বিকাশত এনোড হিচাপে ধাতৱ লিথিয়ামৰ ঠাইত কাৰ্বন-ভিত্তিক পদাৰ্থ ব্যৱহাৰ কৰাৰ উদ্ভাৱনে এই প্ৰযুক্তিৰ এক ডাঙৰ অগ্ৰগতি চিহ্নিত কৰিছে। আজিলৈকে, আন কোনো ধৰণৰ এনোড পদাৰ্থই ইয়াৰ খৰচ-কাৰ্যকৰীতা আৰু পৰিৱেশনৰ সৈতে মিল ৰাখিব নোৱাৰে; সেয়েহে, আশা কৰা হৈছে যে কাৰ্বন-ভিত্তিক পদাৰ্থসমূহ বৃহৎ-মাপৰ বাণিজ্যিক প্ৰয়োগৰ বাবে যথেষ্ট সময়ৰ বাবে প্ৰাথমিক পছন্দ হৈ থাকিব। গ্ৰেফাইটাইজেচনৰ মাত্ৰাৰ ওপৰত ভিত্তি কৰি এনোড হিচাপে ব্যৱহাৰ কৰা কাৰ্বন-ভিত্তিক পদাৰ্থসমূহক তিনিটা ভাগত ভাগ কৰিব পাৰি: গ্ৰেফাইট, কোমল কাৰ্বন আৰু কঠিন কাৰ্বন। গ্ৰেফাইট নহোৱা কাৰ্বন পদাৰ্থই সকলোৱে উচ্চ-উষ্ণতা প্ৰক্ৰিয়াকৰণৰ সময়ত গ্ৰেফাইটলৈ ৰূপান্তৰিত হোৱাৰ প্ৰৱণতা প্ৰদৰ্শন কৰে; কিন্তু কিছুমান পদাৰ্থ এই ৰূপান্তৰৰ প্ৰতি অধিক প্ৰৱণ আৰু ইয়াক কোমল কাৰ্বন বুলি সংজ্ঞায়িত কৰা হয়; আনহাতে যিবোৰ প্ৰক্ৰিয়া সম্পূৰ্ণ কৰাটো কঠিন সেইবোৰক হাৰ্ড কাৰ্বন বোলা হয়। সাধাৰণতে কয়লা আলকাতৰা বা পেট্ৰলিয়াম পিচৰ দৰে কেঁচামালৰ পৰা কোমল কাৰ্বন লাভ কৰিব পাৰি; ইয়াৰ বিপৰীতে কঠিন কাৰ্বন বেছিভাগেই ফেনলিক ৰেজিন বা চুক্ৰ'জৰ দৰে উপাদানৰ পৰা সংশ্লেষিত হয়। বৰ্তমান কোমল কাৰ্বনৰ ক্ষেত্ৰত আটাইতকৈ বেছি অধ্যয়ন কৰা বিষয়সমূহৰ ভিতৰত এটা হৈছে মেছ’ফেজ কাৰ্বন মাইক্ৰ’স্ফিয়াৰ। লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীত ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ড হিচাপে ব্যৱহাৰ কৰিলে গ্ৰেফাইটিক আৰু অ-গ্ৰাফিক কাৰ্বন পদাৰ্থ দুয়োটাৰে নিজস্ব সুবিধা আৰু অসুবিধা থাকে। ইয়াৰ ভিত্তিত গৱেষকসকলে প্ৰায়ে এই কাৰ্বন পদাৰ্থসমূহৰ পৃষ্ঠভাগ পৰিৱৰ্তন আৰু পৰিৱৰ্তন কৰিবলৈ বিভিন্ন উপ-খণ্ড ব্যৱহাৰ কৰে যাতে ইয়াৰ কাৰ্য্যক্ষমতা উন্নত হয়।
গ্ৰেফাইটৰ এটা স্তৰযুক্ত পদাৰ্থ হিচাপে (চিত্ৰ ৫-৮), এটা আভ্যন্তৰীণ গঠন থাকে যিটো sp2 হাইব্ৰিড অৱস্থাত সজোৱা পৰমাণুৰ ষড়ভুজ কাঠামোৰে গঠিত, যিটো দুটা মাত্ৰাত বিস্তৃত। প্ৰতিটো স্তৰৰ ভিতৰত কাৰ্বন পৰমাণুৱে ০.১৪২ এন এম কাৰ্বন-কাৰ্বন পৰমাণুৰ দূৰত্ব আৰু ৩৪৫ কিলোজেল/মল বন্ধন শক্তিৰ সৈতে এক শক্তিশালী ষড়ভুজযুক্ত গ্ৰীড গঠন গঠন কৰে, যিয়ে অতি শক্তিশালী স্থিৰতা প্ৰদৰ্শন কৰে। ইয়াৰ বিপৰীতে বিভিন্ন স্তৰৰ মাজৰ কাৰ্বন পৰমাণুবোৰ দুৰ্বল ভ্যান ডেৰ ৱালছ বলৰ দ্বাৰা সংযুক্ত হৈ থাকে, যাৰ পাৰস্পৰিক ক্ৰিয়া শক্তি মাত্ৰ ১৬.৭ কিলোজেল/মল, যিটো ০.৩৩৫৪ এন এমৰ জুখি উলিওৱা আন্তঃপ্লেনাৰ ব্যৱধানৰ সৈতে মিল খায়। লিথিয়াম আয়নে গ্ৰেফাইটৰ ছটা কাৰ্বন স্তৰৰ মাজত উলটিব পৰাকৈ প্ৰৱেশ আৰু নিষ্কাশন কৰিব পাৰে, যাৰ ফলত লিথিয়াম জমা কৰিবলৈ LiC6 যৌগ গঠন হয়। এই প্ৰক্ৰিয়াৰ সময়ত আন্তঃস্তৰৰ ব্যৱধান যথেষ্ট সলনি হয়; LiC6 ৰ বাবে এই মান 0.37 nm হয়, যাৰ ফলত তাত্ত্বিকভাৱে সৰ্বোচ্চ নিৰ্দিষ্ট ক্ষমতা 372 mA·h/g লাভ কৰা হয়। তদুপৰি গ্ৰেফাইটৰ উৎকৃষ্ট পৰিবাহীতাই পদাৰ্থটোৰ ভিতৰত দ্ৰুত ইলেক্ট্ৰন প্ৰব্ৰজন সহজ কৰি তোলে। কিন্তু ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ড পদাৰ্থ হিচাপে ব্যৱহাৰ কৰিলে গ্ৰেফাইটে কিছুমান অসুবিধাও দেখা দিয়ে: ইয়াৰ তুলনামূলকভাৱে কম লিথিয়াম প্ৰৱেশ/নিষ্কাশন ভল্টেজৰ মালভূমিৰ ফলত চাৰ্জিং বা ডিচাৰ্জিঙৰ সময়ত লিথিয়াম ডেণ্ড্ৰাইটৰ বৃদ্ধি হ'ব পাৰে। এই ডেণ্ড্ৰাইটবোৰে বেটাৰী বিভাজকত এবাৰ সোমাই গ’লে ই আভ্যন্তৰীণ শ্বৰ্ট চাৰ্কিটৰ সৃষ্টি কৰিব পাৰে, যাৰ ফলত জুই বা আনকি বিস্ফোৰণো হ’ব পাৰে, যাৰ ফলত বেটাৰীৰ সুৰক্ষাৰ প্ৰতি ভাবুকি আহিব পাৰে।
চিত্ৰ ৫-৮ গ্ৰেফাইট স্তৰযুক্ত গঠনৰ আঁচনিমূলক ডায়াগ্ৰাম
গ্ৰেফাইটক মূলতঃ দুটা ভাগত ভাগ কৰা হয়: প্ৰাকৃতিক গ্ৰেফাইট আৰু কৃত্ৰিম গ্ৰেফাইট। প্ৰাকৃতিক গ্ৰেফাইট, সংক্ষিপ্তভাৱে এন জি (প্ৰাকৃতিক গ্ৰেফাইট), প্ৰকৃতিৰ পৰা আহৰণ কৰা আৰু সৰল প্ৰক্ৰিয়াকৰণৰ দ্বাৰা পোৱা উচ্চ-কাৰ্বন পদাৰ্থক বুজায়। ইয়াৰ স্তৰযুক্ত স্ফটিক গঠনৰ দুটা ভিন্ন আকৃতি আছে: ষড়ভুজ আৰু ৰম্বিক। এই সামগ্ৰী কেৱল মজুতত প্ৰচুৰ পৰিমাণে পোৱাই নহয়, খৰচো কম আৰু পৰিৱেশ অনুকূল। কিন্তু লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰী প্ৰয়োগত পৃষ্ঠৰ কাৰ্য্যকলাপৰ অসমান বিতৰণ আৰু প্ৰাকৃতিক গ্ৰেফাইট গুড়িৰ কণিকাৰ বৃহৎ দানা আকাৰৰ বাবে চাৰ্জ-ডিচাৰ্জ চক্ৰৰ সময়ত ইয়াৰ পৃষ্ঠৰ স্ফটিক গঠন সহজেই ক্ষতিগ্ৰস্ত হয়, যাৰ ফলত এছ ই আই ফিল্মৰ কভাৰেজ অসমান হয় আৰু বেটাৰীৰ প্ৰাৰম্ভিক ক'লম্বিক কাৰ্যক্ষমতা আৰু হাৰৰ কাৰ্য্যক্ষমতাত প্ৰভাৱ পৰে। এই প্ৰত্যাহ্বানসমূহ অতিক্ৰম কৰিবলৈ গৱেষকসকলে প্ৰাকৃতিক গ্ৰেফাইটৰ ধৰ্ম উন্নত কৰাৰ বাবে বিভিন্ন কৌশল উদ্ভাৱন কৰিছে, যেনে স্ফেৰ’ইডাইজেচন, অক্সিডেচন পৃষ্ঠ পৰিশোধন, ফ্ল’ৰিনেচন, আৰু পৃষ্ঠৰ কাৰ্বন আৱৰণ, যাৰ লক্ষ্য হৈছে ইয়াৰ পৃষ্ঠৰ বৈশিষ্ট্য আৰু অণুগাঁথনিক অনুকূল কৰি তোলা।
সহজে গ্ৰেফাইটাইজ কৰা কাৰ্বন পদাৰ্থৰ উচ্চ-উষ্ণতাৰ গ্ৰেফাইটাইজেচনৰ দ্বাৰা কৃত্ৰিম গ্ৰেফাইট উৎপাদন কৰিব পাৰি। এই ধৰণৰ পদাৰ্থ লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীত এনোড পদাৰ্থ হিচাপে বহুলভাৱে ব্যৱহাৰ কৰা হয়। প্ৰাকৃতিক গ্ৰেফাইটৰ তুলনাত কৃত্ৰিম গ্ৰেফাইটে দীঘলীয়া চক্ৰ আয়ুস, উচ্চ-উষ্ণতা সংৰক্ষণ ক্ষমতা, আৰু উচ্চ-হাৰৰ কাৰ্য্যক্ষমতাৰ ক্ষেত্ৰত উল্লেখযোগ্য সুবিধা প্ৰদৰ্শন কৰে, যাৰ ফলত ই চীনত নতুন শক্তি বাহনত ব্যৱহৃত লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীৰ বাবে অন্যতম পছন্দৰ এনোড সামগ্ৰী। ইয়াৰ বৃহৎ নিৰ্দিষ্ট ক্ষমতা আৰু তুলনামূলকভাৱে কম খৰচৰ বাবে, কৃত্ৰিম গ্ৰেফাইট শক্তি বেটাৰী আৰু মধ্য-ৰ পৰা{9}}উচ্চ-অন্তিম গ্ৰাহক ইলেক্ট্ৰনিক্স সামগ্ৰীতো ব্যাপকভাৱে ব্যৱহাৰ কৰা হয়। পৰিসংখ্যাই দেখুৱাইছে যে ২০২১ চনত এনোড সামগ্ৰীৰ সকলো চালানৰ ৮৪% কৃত্ৰিম গ্ৰেফাইটে লাভ কৰিছিল।
অ-গ্ৰেফাইট কাৰ্বন পদাৰ্থক মূলতঃ দুটা ভাগত ভাগ কৰা হয়: কঠিন কাৰ্বন আৰু কোমল কাৰ্বন। কঠিন কাৰ্বনে এনে এক প্ৰকাৰৰ কাৰ্বন পদাৰ্থক বুজায় যিটো অতি উচ্চ উষ্ণতাত (২৮০০ ডিগ্ৰীৰ ওপৰত) গ্ৰেফাইট গঠনলৈ ৰূপান্তৰিত কৰাটো কঠিন। সাধাৰণতে কিছুমান পলিমাৰ পাইৰ’লাইজ কৰি এই পদাৰ্থবোৰ পোৱা যায়। বিশেষকৈ কঠিন কাৰ্বনৰ সাধাৰণ উৎসসমূহৰ ভিতৰত বিভিন্ন ৰেজিন কাৰ্বন (যেনে ফেনলিক ৰেজিন, পলিফাৰফুৰাইল এলক'হল ৰেজিন পিএফএ-চি, আৰু ইপক্সি ৰেজিন), নিৰ্দিষ্ট পলিমাৰৰ পাইৰ'লাইছিছৰ দ্বাৰা গঠিত কাৰ্বন (যেনে পলিভিনাইল এলক'হল (পিভিএ), পলিভিনাইলডিন ফ্ল'ৰাইড (পিভিডিএফ), আৰু পলিএক্ৰিল'নাইট্ৰাইল (PAN), আৰু এচিটাইলিন ব্লেকৰ দৰে কাৰ্বন ব্লেক সামগ্ৰী)। প্ৰস্তুতি প্ৰক্ৰিয়াৰ সময়ত কঠিন কাৰ্বনৰ ভিতৰত বৃহৎ সংখ্যক জালিৰ দোষ গঠন হয়, যাৰ ফলত লিথিয়াম আয়নক কেৱল কাৰ্বন স্তৰৰ মাজত সোমাই পৰাই নহয়, এই ত্ৰুটি অঞ্চলসমূহ পূৰণ কৰিবলৈও অনুমতি দিয়ে, যাৰ ফলত এই পদাৰ্থৰ পৰা নিৰ্মিত এনোডসমূহক উচ্চ নিৰ্দিষ্ট ক্ষমতা (৩৫০ আৰু ৫০০ mA·b/g ৰ ভিতৰত) প্ৰদান কৰা হয়, যিটোৰ সামগ্ৰিক ক্ষমতা উন্নত কৰাৰ বাবে অতি উপকাৰী লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰী। কিন্তু পূৰ্বতে উল্লেখ কৰা জালিৰ দোষবোৰেও কঠিন কাৰ্বনক এনোড পদাৰ্থ হিচাপে ব্যৱহাৰ কৰিলে প্ৰাৰম্ভিক ক’লম্বিক কাৰ্যক্ষমতা কম আৰু চক্ৰৰ স্থিৰতা বেয়া কৰে। আজিলৈকে এই সমস্যাসমূহৰ বাবে বাণিজ্যিকভাৱে উৎপাদিত লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীত কঠিন কাৰ্বনৰ ব্যাপক ব্যৱহাৰ হোৱা নাই আৰু ইয়াক বৃহৎ পৰিসৰত ব্যৱহাৰ কৰাৰ আগতে এতিয়াও কিছুমান বাধা আছে।
কোমল কাৰ্বনে উচ্চ-উষ্ণতাৰ অৱস্থাত (২৮০০ ডিগ্ৰীৰ ওপৰত) সহজে গ্ৰেফাইটাইজ হোৱা আকাৰহীন কাৰ্বন পদাৰ্থক বুজায়। এই সামগ্ৰীসমূহৰ ভিতৰত পিচ, নিডল কক, পেট্ৰলিয়াম কক, কাৰ্বন ফাইবাৰ আদি অন্তৰ্ভুক্ত। কোমল কাৰ্বনত গ্ৰেফাইটাইজেচনৰ মাত্ৰা কম হোৱাৰ বাবে ইয়াৰ গঠনত বহুতো দোষ থাকে, যাৰ ফলত ই অধিক লিথিয়াম আয়ন উলটিব পৰাকৈ গ্ৰহণ কৰিব পাৰে; একে সময়তে, বৃহৎ আন্তঃস্তৰৰ ব্যৱধানে ইলেক্ট্ৰ'লাইটৰ প্ৰৱেশক প্ৰসাৰিত কৰে। গতিকে এই বৈশিষ্ট্যসমূহৰ ভিত্তিত কোমল কাৰ্বন পদাৰ্থই প্ৰাৰম্ভিক নিৰ্গমনৰ সময়ত উচ্চ ক্ষমতা প্ৰদৰ্শন কৰে। কিন্তু ঠিক ইয়াৰ গাঁথনিগত অস্থিৰতাৰ বাবেই ইয়াৰ অপৰিৱৰ্তনীয় ক্ষমতাও তুলনামূলকভাৱে বেছি। তদুপৰি কোমল কাৰ্বনৰ আভ্যন্তৰীণ গঠনৰ অনিয়মৰ বাবে লিথিয়াম-আয়ন সক্ৰিয় স্থানৰ শক্তি বিতৰণৰ ভিন্নতা ঘটে, যাৰ ফলত আধান আৰু নিৰ্গমনৰ সময়ত নিৰ্দিষ্ট ভল্টেজ মালভূমিৰ অভাৱ হয়, যিয়ে ইয়াৰ ব্যৱহাৰিক প্ৰয়োগ সীমিত কৰে।
টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড
টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড (TiO2)-এ লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীৰ বাবে ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ড পদাৰ্থ হিচাপে বৃহৎ সম্ভাৱনা দেখুৱায়, কেৱল বৃহৎ-মাপকাঠিৰ উৎপাদন আৰু কম খৰচৰ বাবে ইয়াৰ সম্ভাৱনীয়তাৰ বাবেই নহয়, কিন্তু ইয়াৰ কাৰণো যে ই ১.৫V (Li/Li ৰ তুলনাত) অপাৰেটিং ভল্টেজত উৎকৃষ্ট সুৰক্ষা আৰু স্থিৰতা প্ৰদৰ্শন কৰে। ইয়াৰ উপৰিও TiO2 ৰ কেইবাটাও উল্লেখযোগ্য ধৰ্ম আছে: উচ্চ বিদ্যুৎ ৰাসায়নিক কাৰ্য্যকলাপ, শক্তিশালী অক্সিডাইজিং শক্তি, ভাল ৰাসায়নিক স্থিৰতা, প্ৰচুৰ প্ৰাকৃতিক সম্পদ আৰু বৈচিত্ৰময় স্ফটিক গঠন।
এই সুবিধাসমূহে সামূহিকভাৱে TiO2ক লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীৰ বাবে আদৰ্শ ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ড পদাৰ্থৰ পছন্দসমূহৰ ভিতৰত অন্যতম কৰি তোলে (বিশেষকৈ হাইব্ৰিড বৈদ্যুতিক বাহনৰ ক্ষেত্ৰত)।
তাত্ত্বিকভাৱে TiO2 ৰ প্ৰতিটো একক ভৰে এটা লিথিয়াম আয়ন সংৰক্ষণ কৰিব পাৰে, যিটো 330 mA·h/g ক্ষমতাৰ সৈতে মিল খায়, যিটো LiTiO2 ৰ তাত্ত্বিক ক্ষমতাৰ প্ৰায় দুগুণ। কিন্তু কাৰ্যক্ষেত্ৰত দেখা গৈছে যে এই তাত্ত্বিক সৰ্বোচ্চ লিথিয়াম সংৰক্ষণ ক্ষমতা লাভ কৰাটো যথেষ্ট কঠিন। টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইডত লিথিয়াম আয়নৰ প্ৰৱেশ আৰু নিষ্কাশনৰ কাৰ্যক্ষমতাক বহুতো কাৰকে প্ৰভাৱিত কৰে, য'ত পদাৰ্থটোৰ স্ফটিকীয়তা, কণিকাৰ আকাৰ, আভ্যন্তৰীণ গাঁথনিগত বৈশিষ্ট্য আৰু নিৰ্দিষ্ট পৃষ্ঠভাগ আদি অন্তৰ্ভুক্ত যদিও ইয়াৰ মাজতে সীমাবদ্ধ নহয়। মন কৰিবলগীয়া যে TiO2 বিভিন্ন স্ফটিক পৰ্যায়ত বিদ্যমান, আটাইতকৈ বেছিকৈ-পৰিচিত হৈছে চতুৰ্ভুজ স্ফটিক ব্যৱস্থাত ৰুটাইল আৰু এনাটেজ প্ৰকাৰ আৰু অৰ্থৰম্বিক স্ফটিক ব্যৱস্থাত ব্ৰুককাইটৰ প্ৰকাৰ।