மாற்றும்-வகை அனோட் பொருட்களில் முக்கியமாக உலோக ஆக்சைடுகள், பாஸ்பைடுகள், சல்பைடுகள் மற்றும் நைட்ரைடுகள் ஆகியவை அடங்கும். மின்வேதியியல் செயல்முறைகளில், இந்த பொருட்கள் உருவாக்கம் அல்லது சிதைவை ஊக்குவிக்கின்றனலித்தியம் கலவைகள்உலோகங்களின் குறைப்பு அல்லது ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்வினைகள் மூலம். அவை பல-எலக்ட்ரான் ரெடாக்ஸ் செயல்முறைகளில் பங்கேற்க முடியும் என்பதால், இந்த பொருட்களின் அடிப்படையிலான அனோட்கள் 1000 mA·bg வரை மீளக்கூடிய திறன்களை வெளிப்படுத்துகின்றன.
FeOₓ
அவற்றின் குறைந்த விலை, ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த நச்சுத்தன்மை, ஏராளமான இயற்கை இருப்புக்கள் மற்றும் குறிப்பாக உயர் தத்துவார்த்த குறிப்பிட்ட திறன் ஆகியவற்றின் காரணமாக, இரும்பு ஆக்சைடு பொருட்கள் லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளுக்கான அனோட் பொருட்களாக விரிவாக ஆய்வு செய்யப்பட்டுள்ளன. பொதுவான இரும்பு ஆக்சைடு கலவைகளில் -Fe₂O₃, -Fe₂O₃ மற்றும் Fe₃O₄ ஆகியவை அடங்கும். இந்த சேர்மங்கள் முறையே தோராயமாக 1007 mA·h/g மற்றும் 926 mA·h/g என்ற கோட்பாட்டு குறிப்பிட்ட திறன்களை வெளிப்படுத்துகின்றன. இருப்பினும், நடைமுறை பயன்பாட்டின் போது இரும்பு ஆக்சைடு பல சிக்கல்களை எதிர்கொள்கிறது. எலக்ட்ரான்/அயன் போக்குவரத்தின் மெதுவான இயக்கவியல் மற்றும் மீண்டும் மீண்டும் சார்ஜ்-டிஸ்சார்ஜ் செயல்முறைகளின் போது கடுமையான அளவு விரிவாக்கம்/சுருக்கம் ஆகியவை விரைவான திறன் சிதைவு மற்றும் இரும்பு ஆக்சைடு மின்முனைகளின் மோசமான விகித செயல்பாட்டிற்கு வழிவகுக்கும். கூடுதலாக, மொத்த இரும்பு ஆக்சைடு பொருட்கள் இயல்பாகவே குறைந்த மின் கடத்துத்திறனைக் கொண்டுள்ளன. இந்த சிக்கல்களைத் தீர்க்க, ஆராய்ச்சியாளர்கள் முக்கியமாக உருவவியல் மற்றும் கட்டமைப்பு கட்டுப்பாடு, கார்பன் பூச்சு மற்றும் அதிக கடத்தும் அடி மூலக்கூறுகளைக் கொண்ட கலப்புப் பொருட்களின் கட்டுமானம் போன்ற உத்திகளை ஏற்றுக்கொண்டனர். இந்த அணுகுமுறைகள் பெரும்பாலும் பல உத்திகளின் கலவையின் மூலம் ஒருங்கிணைந்த விளைவுகளை அடைகின்றன, மேலும் சில முன்னேற்றங்கள் செய்யப்பட்டுள்ளன.
CoOₓ
Co₃O₄ மற்றும் CoO போன்ற கோபால்ட் ஆக்சைடுகள் (CoOₓ), லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளுக்கு அவற்றின் உயர் தத்துவார்த்த குறிப்பிட்ட திறன்களின் காரணமாக அனோட் பொருட்களாகவும் பரவலாக ஆய்வு செய்யப்பட்டுள்ளன. இரும்பு ஆக்சைடுகளைப் போலவே, CoOₓ அதே சவால்களால் பாதிக்கப்படுகிறது: சார்ஜ்-டிஸ்சார்ஜ் செயல்பாட்டின் போது பெரிய அளவு மாற்றங்கள், மோசமான உள்ளார்ந்த மின் கடத்துத்திறன் மற்றும் மெதுவான எதிர்வினை இயக்கவியல், இதன் விளைவாக விரைவான திறன் சிதைவு மற்றும் மோசமான சைக்கிள் ஓட்டுதல் நிலைத்தன்மை. குவான் மற்றும் பலர். ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட ஒற்றை-நிலை எட்டு{5}}பக்க Co₃O₄ நானோ டிஸ்க்குகள் எதிர்வினை முன்னோடியாக ஆக்ஸிஜனைப் பயன்படுத்துகின்றன. இந்த நானோ டிஸ்க்குகள் 100-200 nm துகள் அளவைக் கொண்டிருந்தன மற்றும் அதிக மின்னோட்ட அடர்த்தியில் சுழற்சி செய்யும் போது சுமார் 474 mA·h/g என்ற மீளக்கூடிய குறிப்பிட்ட திறனை வழங்கின. CoOₓ இன் மின்வேதியியல் செயல்திறனில் உருவவியல் மற்றும் துகள் அளவு குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது என்பதை இந்த முடிவு சுட்டிக்காட்டுகிறது. வாங் மற்றும் பலர். ஒரு ஹைட்ரோதெர்மல் முறையைப் பயன்படுத்தி நேரடியாக டைட்டானியம் அடி மூலக்கூறில் வளர்க்கப்படும் தயாரிக்கப்பட்ட Co₃O₄ நானோநெடில்ஸ். இந்த நானோநெடில்ஸ் தற்போதைய சேகரிப்பாளருடன் சிறந்த மின் தொடர்பை வெளிப்படுத்தியது மட்டுமல்லாமல், தொகுதி விரிவாக்கத்தையும் திறம்பட தாங்கிக்கொண்டது. 0.2C இல் 30 சுழற்சிகளுக்குப் பிறகு, அவை இன்னும் 1015 mA·h/g என்ற உயர் மீளக்கூடிய திறனைப் பராமரித்தன.
இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட கூறுகளைக் கொண்ட CoOₓ கலப்பு அமைப்புகளுக்கு, கூறுகளுக்கு இடையிலான ஒருங்கிணைந்த விளைவு ஒட்டுமொத்த மின்வேதியியல் செயல்திறனை மேலும் மேம்படுத்தலாம். எடுத்துக்காட்டாக, கோபால்ட் ஆக்சைடை அதிக கடத்தும் கார்பன்{1}}அடிப்படையிலான பொருட்கள் அல்லது பிற உலோக ஆக்சைடுகளுடன் இணைப்பது வீத செயல்திறன் மற்றும் சைக்கிள் ஓட்டுதல் நிலைத்தன்மையை கணிசமாக மேம்படுத்தும். இது இத்துறையில் கூட்டு அமைப்புகளின் வடிவமைப்பு மற்றும் மேம்பாட்டிற்கு அதிக கவனம் செலுத்த வழிவகுத்தது.
ZnO
துத்தநாக ஆக்சைடு, லித்தியம்{0}}அயன் பேட்டரிகளுக்கான அனோட் பொருளாகவும் அதிக கவனத்தை ஈர்த்துள்ளது, ஏனெனில் அதன் ஒப்பீட்டளவில் அதிக தத்துவார்த்த குறிப்பிட்ட திறன், குறைந்த விலை, தயாரிப்பின் எளிமை மற்றும் பலவகையான உருவமைப்புகள். கலப்பு (Li-Zn கலவையை உருவாக்குதல்) மற்றும் மாற்றுதல் (Li₂O ஐ உருவாக்குதல்) ஆகியவற்றின் ஒருங்கிணைந்த பொறிமுறையின் மூலம் ZnO லித்தியத்துடன் வினைபுரிகிறது. அதன் கோட்பாட்டு குறிப்பிட்ட திறன் 978 mA·h/g ஐ அடையலாம், இது கிராஃபைட் அனோட்களை விட கணிசமாக அதிகமாகும். இருப்பினும், துத்தநாக ஆக்சைடு மோசமான மின் கடத்துத்திறன், மீண்டும் மீண்டும் சார்ஜ்-டிஸ்சார்ஜ் சுழற்சிகளின் போது கடுமையான அளவு விரிவாக்கம்/சுருக்கம் மற்றும் சைக்கிள் ஓட்டும் போது அதிக அளவு செயலற்ற Li₂O உருவாக்கம் ஆகியவற்றால் பாதிக்கப்படுகிறது. இந்த காரணிகள் விரைவான திறன் சிதைவு, மோசமான விகித செயல்திறன் மற்றும் ZnO மின்முனைகளின் குறுகிய சுழற்சி வாழ்க்கைக்கு வழிவகுக்கும். இந்தச் சிக்கல்களைத் தீர்க்க, ஆராய்ச்சியாளர்கள் முக்கியமாக உருவவியல் மற்றும் கட்டமைப்புக் கட்டுப்பாடு, கார்பன் பூச்சு, ஹீட்டோரோடாம்களுடன் ஊக்கமருந்து, மற்றும் அதிக கடத்தும் அடி மூலக்கூறுகளுடன் ZnO-அடிப்படையிலான கலவைகளை உருவாக்குதல் போன்ற உத்திகளைக் கடைப்பிடித்துள்ளனர். இந்த முறைகள் பல மாற்ற உத்திகளை இணைப்பதன் மூலம் சிறந்த லித்தியம் சேமிப்பக செயல்திறனை அடைகின்றன, மேலும் சில உலோக ஜின்கேட் கலவைகளும் சிறந்த மின்வேதியியல் செயல்திறனை வெளிப்படுத்துகின்றன.
4. MPₓ
சமீபத்திய ஆண்டுகளில் லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளுக்கான அனோட் பொருட்களைப் பயன்படுத்துவதில் மெட்டல் பாஸ்பைடுகள் பரவலான கவனத்தை ஈர்த்துள்ளன. இந்த சேர்மங்கள் பொதுவாக லித்தியத்துடன் மாற்றும் பொறிமுறையின் மூலம் வினைபுரிகின்றன மற்றும் ஒரு சூத்திர அலகுக்கு பல-எலக்ட்ரான் பரிமாற்ற வினைகளின் காரணமாக மிக உயர்ந்த தத்துவார்த்த குறிப்பிட்ட திறன்களைக் கொண்டுள்ளன. இருப்பினும், அவை பொதுவாக லித்தியேஷன்/டெலிதியேஷனின் போது அதிக அளவு விரிவாக்கத்தால் பாதிக்கப்படுகின்றன, இது செயலில் உள்ள துகள்கள் மற்றும் தற்போதைய சேகரிப்பாளருக்கு இடையேயான மின் தொடர்பைத் தூளாக்குவதற்கும் இழப்பதற்கும் வழிவகுக்கிறது, இது அவற்றின் நடைமுறை பயன்பாட்டைக் கடுமையாகக் கட்டுப்படுத்துகிறது.
அவற்றில், இரும்பு, கோபால்ட், நிக்கல் மற்றும் செம்பு{0}}சார்ந்த பாஸ்பைடுகள் சமீபத்திய ஆண்டுகளில் தீவிரமாக ஆய்வு செய்யப்பட்டுள்ளன. இரும்பு பாஸ்பைடுகளை உதாரணமாக எடுத்துக் கொண்டால், அவற்றின் தத்துவார்த்த குறிப்பிட்ட திறன்கள் 500–1800 mA·h/g ஐ எட்டலாம். கூடுதலாக, மெட்டல் ஆக்சைடுகள் மற்றும் மெட்டல் சல்பைடுகளை விட மெட்டல் பாஸ்பைடுகள் பொதுவாக அதிக லித்தியம் சேமிப்பக மின்னழுத்தங்களை (பொதுவாக 0.5–1 V vs. Li⁺/Li) வெளிப்படுத்துகின்றன, இது வேகமாக சார்ஜ் செய்யும் போது லித்தியம் டென்ட்ரைட் உருவாகும் அபாயத்தைக் குறைக்க உதவுகிறது. மேலும், உலோக பாஸ்பைடுகள் பொதுவாக தொடர்புடைய உலோக ஆக்சைடுகளை விட அதிக மின் கடத்துத்திறனை வெளிப்படுத்துகின்றன, இது விகித செயல்திறனை மேம்படுத்துவதற்கு நன்மை பயக்கும். எனவே, மெட்டல் பாஸ்பைட் நானோ கட்டமைப்புகளின் பகுத்தறிவு வடிவமைப்பு மற்றும் கார்பன் அடிப்படையிலான பொருட்களுடன் அவற்றின் கலவைகள்{10}}இந்த துறையில் முக்கியமான ஆராய்ச்சி திசையாக மாறியுள்ளது. எடுத்துக்காட்டுகளில் Ni₂P, NiP₂, NiP₃, Ni₅P₄, CoP, Co₂P, CoP₃, FeP, FeP₂, Cu₃P, போன்றவை அடங்கும். இந்த கலவைகள் அனைத்தும் ஆராய்ச்சியில் சிறந்த லித்தியம் சேமிப்பக செயல்திறனை வெளிப்படுத்தி, நடைமுறை பயன்பாட்டிற்கான சிறந்த திறனைக் காட்டுகின்றன. Ni₂P மற்றும் Li-Ni-P மும்முனை சேர்மங்கள் அவற்றின் தனித்துவமான கட்டமைப்புகள் மற்றும் அதிக மின் கடத்துத்திறன் காரணமாக அல்ட்ராஃபாஸ்ட் லித்தியம்-அயன் இடைநிலை/டிஇன்டர்கலேஷன் எதிர்வினைகளை கூட அடையலாம்.