La millora de la densitat d'energia de les bateries d'ions de liti-sovint comporta un augment dels riscos de seguretat. El sistema d'electròlits principal actual es basa en dissolvents carbonatats, que tenen punts d'inflamació baixos i són inflamables i volàtils. En condicions d'abús, com ara sobrecàrrega, curtcircuits o alta temperatura, són molt propensos a provocar fugida tèrmica, provocant incendis de bateries o fins i tot explosions, cosa que suposa greus perills per a la seguretat. A temperatures de treball superiors als 50 graus, les reaccions laterals entre l'elèctrode i l'electròlit s'acceleraran bruscament, donant lloc a una ràpida degradació de la capacitat de la bateria i limitant la seva aplicació fiable en amplis intervals de temperatura. Els dissolvents d'èster de fosfat ignífug-es consideren una alternativa ideal als dissolvents de carbonat. No obstant això, el problema de llarga-incompatibilitat amb els ànodes de grafit ha dificultat la seva comercialització: en concentracions de sal-convencionals o baixes, els electròlits d'èster de fosfat no poden formar una interfície d'electròlit sòlid (SEI) estable a la superfície dels ànodes de grafit, i l'electròlit estarà co-incrustat en les interfícies de grafit, caus i composició de continuïtat. danys estructurals.
Actualment, un equip ha sintetitzat de manera innovadora un nou tipus de dissolvent d'èsters d'àcid fosfòric fluorat en anells de sis -membri, anomenat 2-(2,2,2-trifluoroetoxi)-1,3,2-dioxafosforinà-}2òxid ({18}}}2{18}}}{18}}{18}}}{H99}} En comparació amb l'èster tradicional d'àcid fosfòric d'anell de cinc membres, l'estructura d'anell de sis membres de l'HTP té una tensió d'anell més baixa, cosa que millora significativament l'estabilitat tèrmica i l'estabilitat química de la molècula des d'una perspectiva termodinàmica i inhibeix reaccions secundaries com la descomposició de l'obertura de l'anell. A partir d'això, l'equip va seleccionar el tri-(2,2,2-trifluoroetil) fosfat (TFEP) com a cosolvent i es va coordinar amb la sal de bis(fluorosulfonil)imida (LiFSI), construint amb èxit un sistema d'electròlits d'èster d'àcid fosfòric de baixa concentració amb una concentració de sal de liti de només 1,2 M. L'avantatge principal d'aquest electròlit rau en que mitjançant interaccions inter-solvents úniques, regula l'estructura de solvació dels ions de liti, induint així la formació d'una pel·lícula SEI estable i densa a l'ànode de grafit, superant el problema de compatibilitat.
Aquest treball es basa en un nou tipus de dissolvent d'èster d'àcid fosfòric hexacíclic (HTP) i ha construït amb èxit un electròlit d'àcid fosfòric de baixa-concentració-. Aquest electròlit, amb la seva àmplia finestra electroquímica, un punt d'inflamació extremadament alt i una excel·lent resistència a la flama, permet que una bateria de grafit de 4,5 V||NMC811 funcioni de manera estable fins a 100 graus, i passa proves de seguretat rigoroses com la punxada, trencant el coll d'ampolla on els electròlits tradicionals són difícils d'equilibrar la seguretat i l'alt rendiment i la temperatura.
