這項突破的核心是介孔二氧化鈦-B微球，它的特征是有一些通道和空穴，可以暢通地讓離子流過，具有一種類似電容的機制。在二氧化鈦-B結構中，這種準電容特性(pseudocapacitive)行為源自鋰吸收與擴散的獨特位置和能量轉換。電池將獲得改進，因為橡樹嶺國家實驗室(：ORNL Oak Ridge National Laboratory)的一項發現可以提高功率、能量密度和安全性，同時顯著減少充電時間。研究小組的領導是劉寒山(Hansan Liu)，吉爾伯特?布朗(Gilbert Brown)和帕蘭斯?帕蘭特門(Parans Paranthaman)，他們都是能源部實驗室化學科學部的，他們發現，二氧化鈦(titanium dioxide)可制成一種非常理想的材料，可以增加表面積，具有快速充放電功能，可用于鋰離子電池。與傳統技術相比，充電時間和容量上的差異是驚人的。 “我們可以在六分鐘使電池充電達到滿容量的50%，而傳統的基于石墨的鋰離子電池，在同樣的時間只能存10%，”劉寒山說。

與商業鈦酸鋰(lithium titanate)材料相比，橡樹嶺國家實驗室的化合物還擁有更高的容量，每克256 - 165毫安時，而且有一個傾斜的放電電壓，有益于控制充電狀態。與此特點相結合的是，事實上，這種氧化物材料非常安全，持久耐用，可替代商用石墨，這就使它非常適合用于混合動力電動汽車，也可進行其他高功率應用。 這項成果，最近發表在《先進材料》(Advanced Materials)上，具有特別重要的意義，可用于太陽能、風能和智能電網的固定儲能系統。二氧化鈦帶有青銅多晶型(bronze polymorph)，也有優勢，可望更便宜，劉寒山說。

這項突破的核心是二氧化鈦的新架構，名為介孔二氧化鈦-B(mesoporous TiO2-B)微球，它的特征是有一些通道和空穴，可以暢通地讓離子流過，具有一種類似電容的機制。因此，鋰離子電池用二氧化鈦- B替代石墨電極，充放電就更迅速。 “理論研究已經發現，在二氧化鈦-B結構中，這種準電容特性(pseudocapacitive)行為源自鋰吸收與擴散的獨特位置和能量轉換，”作者在他們的論文中寫道。

帕蘭特門指出，這種微球形狀材料可以進行傳統的電極制造，能制成緊湊型電極層。然而，他也指出，這種材料的生產過程是復雜的，涉及到很多步驟，所以還需要更多的研究，以確定是否可擴大規模。 論文的其他作者有畢中合(Zhonghe Bi)、孫曉光(Xiao-Guang Sun)，雷蒙德?尤納西(Raymond Unocic)和戴盛(Sheng Dai)。這項研究的支持來自美國能源部科學辦公室，橡樹嶺國家實驗室的實驗室定向研究和發展計劃，以及橡樹嶺國家實驗室的共享用戶設施，是由基礎能源科學贊助的。