Lityum-iyon pillerin enerji yoğunluğunun iyileştirilmesi genellikle güvenlik risklerinde artışla birlikte gelir. Mevcut ana elektrolit sistemi, düşük parlama noktalarına sahip, yanıcı ve uçucu olan karbonat solventlere dayanmaktadır. Aşırı şarj, kısa devre veya yüksek sıcaklık gibi kötü kullanım koşulları altında, termal kaçaklara neden olma, pil yangınlarına ve hatta patlamalara neden olma ve ciddi güvenlik tehlikeleri oluşturma olasılığı oldukça yüksektir. 50 derecenin üzerindeki çalışma sıcaklıklarında, elektrot ile elektrolit arasındaki yan reaksiyonlar keskin bir şekilde hızlanacak, bu da pilin kapasitesinin hızlı bir şekilde bozulmasına neden olacak ve geniş sıcaklık aralıklarında güvenilir uygulamasını sınırlayacaktır. Alev-geciktirici fosfat ester solventleri, karbonat solventlere ideal bir alternatif olarak kabul edilir. Bununla birlikte,-uzun süredir devam eden grafit anotlarla uyumsuzluk sorunu bunların ticarileştirilmesini engellemiştir: geleneksel veya düşük-tuz konsantrasyonlarında, fosfat ester elektrolitleri grafit anotların yüzeyinde stabil bir katı elektrolit arayüzü (SEI) oluşturamaz ve elektrolit, grafit ara katmanlarına lityum iyonlarıyla birlikte gömülerek sürekli ayrışmaya ve yapısal hasara neden olur.
Şu anda bir ekip, 2-(2,2,2-trifloroetoksi)-1,3,2-dioksafosforinan-2-oksit (HTP) olarak adlandırılan yeni bir tür altı-üyeli halka florlu fosforik asit ester çözücüyü yenilikçi bir şekilde sentezledi. Geleneksel beş{20}}üyeli halka fosforik asit esteriyle karşılaştırıldığında, HTP'nin altı-üyeli halka yapısı daha düşük halka gerilimine sahiptir; bu, termodinamik açıdan molekülün termal stabilitesini ve kimyasal stabilitesini önemli ölçüde artırır ve halka açılması ayrışması gibi yan reaksiyonları engeller. Buna dayanarak ekip, ortak çözücü olarak tri-(2,2,2-trifloroetil) fosfatı (TFEP) seçti ve lityum bis(florosülfonil)imid (LiFSI) tuzu ile koordine ederek yalnızca 1,2 M lityum tuzu konsantrasyonuna sahip düşük konsantrasyonlu bir tüm fosforik asit ester elektrolit sistemini başarıyla oluşturdu. Bu elektrolitin temel avantajı, benzersiz solventler arası etkileşimler yoluyla, lityum iyonlarının solvasyon yapısını düzenlemesi, böylece uyumluluk sorununun üstesinden gelerek grafit anot üzerinde stabil ve yoğun bir SEI filminin oluşmasını sağlamasında yatmaktadır.
Bu çalışma, yeni bir tür heksasiklik fosforik asit ester çözücüsüne (HTP) dayanmaktadır ve düşük-konsantrasyonlu bir tüm-fosforik asit elektrolitini başarıyla oluşturmuştur. Geniş elektrokimyasal penceresi, son derece yüksek parlama noktası ve mükemmel alev geciktirici özelliğiyle bu elektrolit, 4,5 V grafit||NMC811 pilin 100 dereceye kadar stabil çalışmasını sağlar ve geleneksel elektrolitlerin yüksek güvenlik ile yüksek voltaj ve yüksek{6}}sıcaklık performansını dengelemenin zor olduğu durumlarda delinme, darboğazın aşılması gibi sıkı güvenlik testlerinden geçer.
