ลิเทียมไทเทเนต ถูกใช้เป็นวัสดุขั้วลบในแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน โดยเฉพาะในแบตเตอรี่ที่ต้องการความปลอดภัยสูง ชาร์จเร็ว และมีอายุการใช้งานยาวนาน เช่น แบตเตอรี่สำหรับยานยนต์ไฟฟ้า ระบบกักเก็บพลังงานขนาดใหญ่ และอุปกรณ์ที่ใช้งานในสภาวะแวดล้อมที่รุนแรง

วัสดุนี้มีความเสถียรทางเคมีและโครงสร้างสูง ทำให้ทนต่อการชาร์จและคายประจุซ้ำๆ ได้มากกว่าหมื่นครั้งโดยไม่เสื่อมสภาพเร็ว นอกจากนี้ยังทำงานได้ดีในอุณหภูมิทั้งสูงและต่ำ จึงเหมาะกับการใช้งานในพื้นที่ที่มีอากาศหนาวจัดหรือร้อนจัด

ลิเทียมไทเทเนตยังช่วยลดความเสี่ยงจากการเกิดไฟลุกไหม้หรือระเบิดเมื่อเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่ชนิดอื่น เนื่องจากไม่เกิดการสะสมของลิเทียมโลหะ (lithium plating) ในระหว่างการชาร์จเร็ว ทำให้เป็นทางเลือกที่ปลอดภัยมากขึ้นในระบบพลังงานยุคใหม่