www.188betkr.com 讯作为全固态锂电的核心部件，固态电解质的发展受到科研界和工业界的极大关注。目前研究最广泛的三种固态电解质为：无机固态电解质、聚合物固态电解质和无机/聚合物复合固态电解质。然而，目前还没有一种固态电解质能够完全适用于锂金属电池中，全固态电池仍存在许多挑战亟待解决，包括材料不稳定性、界面失效、结构设计以及大规模生产工艺缺失等。
近年来，金属有机框架(MOF)具有丰富多孔、有序通道、功能可调等结构特征，正在成为能量存储与转换领域的研究热点。研究表明，将MOF应用于固态电解质中具有改善固态电解质各方面关键性能方面的巨大潜力，包括提高离子导电性、增强机械强度、优化热稳定性和电化学稳定性以及改善界面接触。
目前，MOF基固态电解质存在的主要类型是:单离子传导MOF固态电解质、离子液体基MOF固态电解质(Li-IL@MOF)、复合聚合物MOF固态电解质。
其中，MOF基复合固态电解质具有高离子电导率、良好的机械性能和优异的热稳定性等优势，MOF的孔隙结构为锂离子提供了快速传输通道，聚合物基质增强了电解质的柔韧性，MOF材料的高热稳定性则提升了电解质的热性能。
MOF基固态电解质的制备方法
MOF基固态电解质通常由MOF材料、聚合物基质和锂盐组成，具有代表性的制备方法主要有冷/热压法、流延法、溶液浸渍法、原位聚合法等。
MOF基固态电解质的制备方法，(a)冷/热压法；(b)流延法；(c)溶液浸渍法；(d)原位聚合法。
冷压/热压是制备MOF基固态电解质最常用的方法。该方法操作简单，薄膜结构致密，厚度均匀，热稳定性好。热压的基本工艺通常是先进行球磨，通过局部高温高压将电解液粉末混合均匀，然后在一定温度(100℃左右)和压力下将得到的配合物压成膜，以保证电解质中的MOF颗粒与其他填料(如锂盐和聚合物)混合均匀。相比之下，室温下冷压更方便，操作简单，通过机械压制的电解质粉末可以消除溶剂的使用，减少溶剂可能引起的副反应。其基本原理是填料和基体粉末放置在冷却的容器中，然后装入特定的模具，挤压成一定形状的电解质薄膜。
流延法是一种成熟的薄膜量产技术，适用于MOF基固态电解质的制备。该方法生产效率高、污染少、成本低，可制备厚度均匀、表面光洁度高的电解质薄膜。基本工艺是首先将MOF、聚合物粉末和所需的添加剂混合在特定溶剂中形成糊状物，然后用刀片将糊状物滚到脱模模具或光滑的基材上。除去溶剂后，可以得到最终的MOF基固态电解质。
溶液浸渍法是一种简单、原料利用率高、经济的方法。该方法首先选择合适的溶剂或溶剂混合物形成低粘度溶液，然后通过表面张力使溶液充分浸渍，以促进活性成分在MOF表面的吸收，然后通过干燥处理去除多余的液体溶剂，从而得到目标产品。
原位聚合法是近年来发展起来的一种制造复合聚合物快速离子导体的新方法。这种方法可以自由控制聚合物链的长度和分子结构，以获得更适合特定需求的复合材料。其反应所需的较低温度有助于减少聚合物链的分解和物理/化学反应，很好地保护了高分子材料的性能。此外，由于在反应过程中不需要添加任何外部物质，因此所得产物的纯度更高。
针对固态电池相关的技术、材料、市场及产业等方面的问题，www.188betkr.com将于2025年3月18-19日在安徽·蚌埠举办2025全固态电池技术交流大会暨第一届干法电极技术研讨会。为致力于固态电池技术开发的企业，科研院校，以及新能源汽车、储能、消费电子等终端企业提供信息交流的平台，开展产、学、研合作，助推固态电池产业化发展。届时，来自福州大学的郑云教授将作题为《MOF基柔性复合固态电解质及其界面行为》的报告。
固态锂金属电池由于其高安全性、高能量密度等优势被认为是极具发展前景的重要储能技术。开发新型复合固态电解质被认为是有望结合多种材料优势以提高电池安全性和电化学性能的有效策略。在本次报告中，报告人将聚焦于MOF基柔性复合固态电解质（MSPE）的开发及其界面行为研究，具体包括MSPE的设计与构建，MSPE内部界面的精准调控，以及MSPE与锂金属稳定界面的构建与调控。所提出的一系列柔性准固态电解质将为高性能固态锂金属电池的设计提供有效解决方案，为能源存储与转换领域的材料和结构发展提供新的设计思路。
专家简介：
郑云，福州大学教授、博导，福建省“闽江学者”，福建省海外引进高层次人才，2024全球前2%顶尖科学家，2024 Wiley威立中国开放科学高贡献作者，福州大学新能源材料与工程研究院（张久俊院士团队）党支部书记。长期从事固态锂金属电池和高温氢能燃料电池方面的研究。共发表SCI论文80多篇，其中以第一作者或通讯作者在CSR, AM, PNAS, Joule, AEM, AFM等期刊上发表科研论文40多篇，包括多篇高被引论文、热点文章和封面文章。发表中英文学术专著2本，主持/参与国家级和省级科研项目10多项，受邀担任国际电化学能源科学院（IAOEES）理事、Renewables, Advanced Powder Materials, Frontiers in Energy等领域知名期刊青年编委和客座编辑。
参考来源：
1.eTran交通电动化《固态电池专题|张久俊院士团队-面向高性能锂金属电池的金属框架基固态电解质技术》
2.功能材料与器件《MOF基固体电解质界面设计的先进策略》
3.杨晓宇《MOF改性复合固态电解质膜制备及性能研究》
（www.188betkr.com 编辑整理/乔木）
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