大多数与锂离子电池（LIBs）相关的安全事故源于高挥发性、易燃的碳酸酯电解液的使用。采用不易燃的全磷酸酯溶剂电解液可以显著提升LIBs的安全性。然而，低浓度（约1 M）的全磷酸酯溶剂电解液与商用石墨负极不兼容。
在此，华南师范大学郑奇峰团队设计并合成了一种具有固有石墨钝化能力的新型六元环状磷酸酯（HTP）作为电解液溶剂。
引入常规的三（2,2,2-三氟乙基）磷酸酯（FTEP）作为共溶剂，通过HTP与FTEP之间的溶剂-溶剂相互作用调节电解液的溶剂化结构，这有利于Li⁺的脱溶剂化，并有助于形成高度坚固的无机-聚合物复合CEI/SEI。
由此得到的低浓度全磷酸酯溶剂电解液不仅展现出宽电势窗口、不可测量的高闪点、优异的阻燃性和热稳定性，还能使4.5 V石墨‖LiNi₀.₈Mn₀.₁Co₀.₁O₂全电池在高达100°C的极端温度下稳定运行，并通过了多种严格的安全测试。这项工作为设计用于高电压和高安全LIBs的不可燃电解液提供了新见解，并可广泛适用于其他电池体系。
图1. 机制研究
总之，该工作成功设计并合成了一种新型六元环状磷酸酯HTP，用作溶剂，实现了低盐浓度且本质不可燃的全磷酸酯电解液。与之前报道的五元环状磷酸酯相比，关键的结构改进——低应变的六元环——被证明从热力学上增强了其热稳定性、水分稳定性和化学稳定性，并提高了SEI形成能力。
引入线性磷酸酯共溶剂FTEP，通过2D NMR、DFT计算和AIMD模拟证实，引发了HTP与FTEP之间的H-F偶极-偶极相互作用。这种溶剂-溶剂相互作用显著削弱了Li⁺-溶剂的配位，同时加强了Li⁺-阴离子的配对，从而有效促进了Li⁺的脱溶剂化，并有助于形成高度坚固的无机-聚合物复合CEI/SEI，使得即使在如此低浓度（即1.2 M）的全磷酸酯电解液中，石墨负极也能实现高度可逆的Li⁺（脱）嵌和稳定循环。
加之其宽电势窗口、不可测量的高闪点、优异的阻燃性和热稳定性，这种低浓度全磷酸酯电解液不仅使4.5 V石墨‖NMCSII全电池能够在高达100°C的极端温度下稳定运行，还能在针刺、短路和热冲击测试中不产生任何火焰，并显著推迟了ARC测试中的热失控时间。
因此，该工作强调了分子工程在增强磷酸酯溶剂的稳定性和SEI形成能力方面的有效性，并为理解溶剂-溶剂相互作用在调控电解液溶剂化中的作用提供了机理上的见解，这为开发面向高电压和高安全LIBs的本质不可燃低浓度全磷酸酯电解液开辟了新的机遇。
图2. 电池性能
A Low‐Concentration All‐Phosphate Electrolyte for High‐Voltage and High‐Safety Lithium‐Ion Batteries,Advanced Materials2025 DOI: 10.1002/adma.202521034
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