Poboljšanje gustoće energije litij-ionskih baterija često dolazi s povećanjem sigurnosnih rizika. Trenutačni glavni sustav elektrolita temelji se na karbonatnim otapalima, koja imaju niske točke paljenja te su zapaljiva i hlapljiva. Pod uvjetima zlouporabe kao što su prekomjerno punjenje, kratki spoj ili visoka temperatura, vrlo su skloni izazvati toplinski bijeg, što dovodi do požara ili čak eksplozije baterije, što predstavlja ozbiljnu sigurnosnu opasnost. Na radnim temperaturama iznad 50 stupnjeva, popratne reakcije između elektrode i elektrolita će se naglo ubrzati, što će rezultirati brzim smanjenjem kapaciteta baterije i ograničavanjem njene pouzdane primjene u širokim temperaturnim rasponima. Fosfatni ester-otporana otapala smatraju se idealnom alternativom karbonatnim otapalima. Međutim, dugogodišnji-problem nekompatibilnosti s grafitnim anodama spriječio je njihovu komercijalizaciju: u konvencionalnim ili niskim-koncentracijama soli, elektroliti fosfatnog estera ne mogu formirati stabilno sučelje čvrstog elektrolita (SEI) na površini grafitnih anoda, a elektrolit će biti ko-ugrađen u grafitne međuslojeve s litijevim ionima, uzrokujući kontinuirano raspadanje i oštećenje strukture.
Trenutno je tim inovativno sintetizirao novu vrstu otapala estera fluorirane fosforne kiseline sa šest-prstenom, nazvanu 2-(2,2,2-trifluoroetoksi)-1,3,2-dioksafosforinan-2-oksid (HTP). U usporedbi s tradicionalnim pet-prstenastim esterom fosforne kiseline, šest-člana prstenasta struktura HTP-a ima nižu napetost prstena, što značajno poboljšava toplinsku stabilnost i kemijsku stabilnost molekule iz termodinamičke perspektive i inhibira nusreakcije kao što je razgradnja otvaranjem prstena. Na temelju toga, tim je odabrao tri-(2,2,2-trifluoroetil) fosfat (TFEP) kao ko-otapalo i koordinirao ga s litijevim bis(fluorosulfonil)imid (LiFSI) solju, uspješno konstruirajući elektrolitski sustav niske koncentracije estera fosforne kiseline s koncentracijom litijeve soli od samo 1,2 M. Glavna prednost ovog elektrolita leži u tome što kroz jedinstvene interakcije između otapala, regulira solvatnu strukturu litijevih iona, potičući na taj način stvaranje stabilnog i gustog SEI filma na grafitnoj anodi, prevladavajući problem kompatibilnosti.
Ovaj se rad temelji na novoj vrsti otapala heksacikličkog estera fosforne kiseline (HTP) i uspješno je konstruirao elektrolit niske-koncentracije sve-fosforne kiseline. Ovaj elektrolit, sa svojim širokim elektrokemijskim prozorom, iznimno visokom točkom paljenja i izvrsnom otpornošću na plamen, omogućuje grafitnoj||NMC811 bateriji od 4,5 V stabilan rad do 100 stupnjeva i prolazi rigorozne sigurnosne testove kao što je probijanje, probijanje kroz usko grlo gdje je tradicionalnim elektrolitima teško uravnotežiti visoku sigurnost i performanse visokog napona i visoke-temperature.
