실리콘 산화물–흑연은 차세대 리튬이온배터리(LIBs)를 위한 유망한 고용량 음극 소재이다. 그러나 Si의 소량 분율(≤5%)을 사용하더라도, 충·방전 동안 발생하는 본질적 팽윤과 입자 분쇄로 인해 사이클 수명이 짧아 실제 적용이 어렵다. 고에너지 밀도 LIBs를 위한 고니켈(Ni ≥ 80%) 산화물 양극과 4.2 V를 초과하는 운전이 추구되어 왔으며, 이는 전해질의 양극 안정성이 요구된다. 본 연구에서는 다기능의 난연(非燃) 플루오르화 에스터계 액체 전해질을 보고하며, 이는 고부하 5 wt% SiO–흑연 음극과 LiNi0.88Co0.08Mn0.04O2 양극을 3.5 mAh cm−2의 전(全) 전지 조건에서 동시에 안정화하고 팽윤을 억제하여, 사이클 수명과 배터리 안전성을 향상시킨다. 표면 특성화 결과, 플루오르화 에스터 유래 무기물이 농후한 강건하고 균일한 고체전해질계면(SEI)층에 의해 음극과 양극의 계면이 안정화됨으로써, 공격적인 조건인 4.35 V, 1 C 및 45 °C에서도 250사이클 후 전지의 용량 유지율이 80%에 도달함을 확인하였다. 이러한 새로운 전해질 조성은 SiO 기반 고에너지 밀도 LIBs의 장기 운전과 안전성을 발전시키기 위한 새로운 기회를 제공한다.

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