中国粉体网讯  2025年3月18日到19日，由中国粉体网主办的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在安徽蚌埠隆重召开。会议期间，我们邀请到了业内专家、学者，优秀企业家代表做客对话栏目，进行访谈交流。本期为您分享的是中国粉体网对福州大学郑云教授的专访。

粉体网：郑教授，MOF基电解质的电化学稳定性窗口如何?是否能够适配高电压正极材料?

郑教授：这是一个非常好的问题，目前已有研究表明，MOF基电解质具有高度可调性，其电化学稳定性窗口可以通过合理设计金属节点和有机配体来调控。部分文献报道中，经过优化的MOF基电解质显示出宽达4.5～5 V左右的稳定窗口，这为适配高电压正极材料提供了可能。当然，具体的性能还会受到MOF结构、界面相容性以及整体电池体系设计的影响。因此，虽然还需要针对具体体系做进一步验证，但总体来看，MOF基电解质在高电压应用方面展现出非常有前景的潜力。

粉体网：MOF材料在固态电解质中的应用具有独特优势，您团队是如何设计MOF基柔性复合电解质的结构以实现高离子电导率和机械柔性的平衡?

郑教授：我们的团队采用了多层次设计策略，具体体现在以下几个方面：

1）纤维基MOF的原位生长

纤维素等天然纤维状材料具有良好的结构连续性和高比表面积，我们利用其作为基底，通过原位生长的方法在纤维表面均一构建MOF纳米颗粒。该策略不仅充分利用了纤维材料的柔韧性，而且定向的纤维材料介导了MOF的定向排列，为锂离子传输提供了连续且短程的通道，提升了整体离子电导率。

2）与聚合物共混构建柔性复合结构

在MOF原位生长的基础上，我们进一步与高弹性聚合物共混，通过物理混合或原位聚合等工艺，使MOF与聚合物之间形成良好界面。此举有效促进了离子在两相间的快速传输，同时保持了复合材料的机械柔性和稳定性。

粉体网：在制备柔性电解质时，如何解决MOF材料与聚合物基体之间的相容性问题?

郑教授：在柔性电解质制备中，MOF与聚合物基体之间的相容性至关重要。我们通常采用以下策略来解决这一问题：

1）表面功能化处理

在MOF表面引入适宜的官能团（如羟基、羧基、胺基等）能够增强其与聚合物之间的化学相互作用，如形成氢键或共价键，从而提高两者的相容性和分散性。

2）界面改性剂的应用

利用硅烷偶联剂等界面改性剂，在MOF和聚合物之间构建桥接结构，有助于缓解界面应力和改善整体力学性能，使复合体系更为稳定。

3）原位聚合技术

通过将MOF均匀分散于单体溶液中，并在MOF表面进行原位聚合，可以在两相之间形成连续的聚合物网络，从而实现紧密结合，避免相分离问题，同时有助于形成高效的离子传输通道。

4）工艺参数的优化

精确控制MOF的填料含量和分散均匀性，配合优化聚合物的交联程度，也能显著提升两相间的界面相容性和整体复合材料的电化学性能。

通过这些措施，我们能够在保证高离子导电率的同时，有效解决MOF与聚合物基体之间的相容性问题，为柔性固态电解质在高性能电池中的应用奠定坚实基础。

粉体网：MOF基柔性复合电解质与电极材料(如锂金属负极或高电压正极)之间的界面相容性如何?是否存在副反应或界面阻抗过大的问题?

郑教授：这个问题非常好，也非常关键，MOF中金属位点本身可能具有一定的活性，存在与锂金属或高电压正极反应的风险，进而引起副反应或界面阻抗升高。为此，通过引入功能化官能团、使用界面改性剂或构建人工SEI层，可有效屏蔽金属位点，降低其与电极材料直接接触的可能性，从而抑制不利反应。

同时，在高电压应用中，选用具有宽电化学稳定窗口的MOF（如经过氨基修饰的UiO-66系列）可以降低正极与电解质之间的副反应风险，进一步控制界面阻抗。

粉体网：您如何看待MOF基电解质在下一代固态电池中的应用前景?

郑教授：金属有机框架（MOF）基电解质在下一代固态电池中的应用前景广阔，主要体现在以下几个方面：

1）提升离子导电性：MOF材料的高孔隙率和可调结构有助于构建连续的离子传输通道，从而提高电解质的离子导电性。

2）增强机械强度：将MOF引入电解质可以提高其机械性能，抑制锂枝晶的生长，提升电池的安全性和循环寿命。

3）优化电极-电解质界面：MOF的结构可设计性使其在改善电极-电解质界面相容性方面具有优势，减少界面阻抗，提升电池性能。

总体来看，近年来，MOF基电解质的相关科研取得了较为显著的进展，在克服一些基础科学问题方面，也取得了很多重大突破。然而，MOF基电解质在固态电池中的应用仍面临挑战，如规模化生产的成本和复杂性，以及在低温环境下离子导电性下降等问题。因此，未来需要进一步研究以优化MOF基电解质的性能，推动其在下一代固态电池中的实际应用。

（中国粉体网编辑整理/乔木）

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