리튬이온배터리는 활용 분야가 빠르게 확대되면서, 보다 넓은 온도 범위에서도 안정적인 구동이 요구되고 있다. 그러나 고온 환경에서는 흑연 음극 계면이 불안정해지며 성능이 급격히 저하되는 한계가 있다. 음극 계면은 고온에서 쉽게 용해 및 붕괴되며 이후 재형성 과정에서 계면층이 두꺼워지게 되고, 이는 저항을 증가시켜 음극 열화 및 배터리 수명 저하로 이어진다. 연구진은 이러한 문제를 해결하기 위해 수소화불화에테르(HFE)를 활용한 새로운 전해질을 설계했다. 전해질의 희석제로 HFE를 첨가하면, 에틸렌카보네이트(EC)와 HFE 사이의 수소-불소 상호작용으로 인해 EC 용매의 배위력이 약화되고, 그 결과 리튬 이온에 대한 음이온의 배위수가 증가한다. 이러한 배위 환경의 변화는 용해도가 낮은 무기물 기반의 음극 계면 형성을 촉진해, 고온에서도 우수한 계면 안정성을 확보하게 한다. 개발된 전해질에서 형성된 음극 계면은 고온 환경에서도 붕괴와 재형성 과정이 완화되어 누설 전류가 감소했으며, 장기간 저장 실험에서도 안정성을 유지하며 용량 손실을 억제했다. 이러한 결과는 리튬이온배터리의 열적 안정성과 화재 안전성 향상에도 중요한 의미를 갖는다.
