Материјалите за анодни{0}}тип на конверзија главно вклучуваат метални оксиди, фосфиди, сулфиди и нитриди. Во електрохемиските процеси, овие материјали промовираат формирање или распаѓање насоединенија на литиумпреку реакциите на редукција или оксидација на металите. Бидејќи тие можат да учествуваат во повеќе-редокс процеси на електрони, анодите базирани на овие материјали покажуваат реверзибилни капацитети до 1000 mA·bg.
FeOₓ
Поради нивната ниска цена, релативно ниската токсичност, изобилните природни резерви и особено високиот теоретски специфичен капацитет, материјалите од железо оксид се опширно проучувани како анодни материјали за литиум-јонски батерии. Вообичаените соединенија на железо оксид вклучуваат -Fe2O3, -Fe2O3 и Fe3O4. Овие соединенија покажуваат теоретски специфични капацитети од приближно 1007 mA·h/g и 926 mA·h/g, соодветно. Сепак, железниот оксид се соочува со многу проблеми при практичната примена. Бавната кинетика на транспортот на електрони/јони и сериозното проширување/контракција на волуменот за време на повторените процеси на полнење-празнење доведуваат до брзо распаѓање на капацитетот и слаба брзина на перформансите на електродите од железен оксид. Покрај тоа, масовните материјали од железо оксид имаат инхерентно ниска електрична спроводливост. За да се решат овие прашања, истражувачите главно усвоија стратегии како што се морфологијата и контролата на структурата, јаглеродното обложување и изградбата на композитни материјали со високопроводливи подлоги. Овие пристапи често постигнуваат синергистички ефекти преку комбинација на повеќе стратегии, а постигнат е одреден напредок.
CoOₓ
Кобалтните оксиди (CoOₓ), како што се Co3O4 и CoO, исто така се широко проучувани како анодни материјали за литиум-јонски батерии поради нивните високи теоретски специфични капацитети. Како и железните оксиди, CoOₓ страда од истите предизвици: големи промени во волуменот за време на процесот на полнење-празнење, слаба внатрешна електрична спроводливост и бавна кинетика на реакцијата, што резултира со брзо распаѓање на капацитетот и слаба стабилност при возење велосипед. Гуан и сор. синтетизирани едно-осмофазни-нанодискови со Co₃O4 со користење на кислород како претходник на реакцијата. Овие нанодискови имаа големина на честички од 100-200 nm и даваа реверзибилен специфичен капацитет од приближно 474 mA·h/g кога се вртеа со висока густина на струјата. Овој резултат покажува дека морфологијата и големината на честичките имаат значително влијание врз електрохемиските перформанси на CoOₓ. Ванг и сор. подготвени наноигли од Co3O4 растени директно на титаниумска подлога користејќи хидротермална метода. Овие наноигли не само што покажаа одличен електричен контакт со тековниот колектор, туку и ефективно го тампонираа проширувањето на волуменот. По 30 циклуси на 0,2C, тие сè уште одржуваа висок реверзибилен капацитет од 1015 mA·h/g.
За композитни системи CoOₓ составени од две или повеќе компоненти, синергетскиот ефект помеѓу компонентите може дополнително да ги подобри севкупните електрохемиски перформанси. На пример, комбинирањето на кобалт оксид со високо спроводливи материјали базирани на јаглерод- или други метални оксиди може значително да ги подобри перформансите на брзината и стабилноста на велосипедот. Ова доведе до зголемено внимание кон дизајнот и развојот на композитни системи во оваа област.
ZnO
Цинк оксидот, исто така, привлече големо внимание како аноден материјал за литиум-јонски батерии поради неговиот релативно висок теоретски специфичен капацитет, ниската цена, леснотијата на подготовка и разновидните морфологии. ZnO реагира со литиум преку комбиниран механизам на легирање (формирање на легура Li–Zn) и конверзија (формирање на Li2O). Неговиот теоретски специфичен капацитет може да достигне 978 mA·h/g, што е значително повисоко од оној на графитните аноди. Сепак, цинк оксидот страда од слаба електрична спроводливост, сериозно проширување/контракција на волуменот за време на повторените циклуси на полнење-празнење и генерирање на големи количини на неактивен Li2O за време на возењето велосипед. Овие фактори доведуваат до брзо распаѓање на капацитетот, слаби перформанси и краток век на циклус на електродите ZnO. За да се решат овие прашања, истражувачите главно усвоија стратегии како што се морфологијата и контролата на структурата, јаглеродното обложување, допингот со хетероатоми и конструирањето на композити базирани на ZnO- со високоспроводливи супстрати. Овие методи често постигнуваат подобри перформанси за складирање на литиум со комбинирање на повеќе стратегии за модификација, а некои метални цинкатни соединенија исто така покажуваат одлични електрохемиски перформанси.
4. MPₓ
Металните фосфиди, исто така, привлекоа широко внимание во примената на анодни материјали за литиум-јонски батерии во последниве години. Овие соединенија генерално реагираат со литиум преку механизам за конверзија и често имаат многу високи теоретски специфични капацитети поради повеќе-реакциите за пренос на електрони по единица формула. Сепак, тие генерално страдаат од голема волуменска експанзија за време на литијација/делитијација, што доведува до прашкаст и губење на електричниот контакт помеѓу активните честички и струјниот колектор, што сериозно ја ограничува нивната практична примена.
Меѓу нив, фосфидите базирани на железо, кобалт, никел и бакар-интензивно се проучуваат во последниве години. Земајќи ги како пример железни фосфиди, нивните теоретски специфични капацитети можат да достигнат 500–1800 mA·h/g. Дополнително, металните фосфиди генерално покажуваат повисоки напони за складирање на литиум (обично 0,5–1 V наспроти Li⁺/Li) од металните оксиди и металните сулфиди, што помага да се намали ризикот од формирање на литиум дендрит при брзо полнење. Покрај тоа, металните фосфиди генерално покажуваат повисока електрична спроводливост од соодветните метални оксиди, што е корисно за подобрување на перформансите на брзината. Затоа, рационалниот дизајн на наноструктурите од метал фосфид и нивните композити со материјали базирани на јаглерод{10}} стана важен истражувачки правец на ова поле. Примерите вклучуваат Ni2P, NiP2, NiP3, Ni5P4, CoP, Co2P, CoP3, FeP, FeP2, Cu3P, итн. Сите овие соединенија покажаа одлични перформанси за складирање на литиум во истражувањето, покажувајќи голем потенцијал за практична примена. Тројните соединенија на Ni2P и Li-Ni-P можат да постигнат дури и ултрабрзи реакции на интеркалација/деинтеркалација на литиум{14}}, поради нивната единствена структура и високата електрична спроводливост.