中國粉體網(wǎng)訊 作為固態(tài)鋰電的核心部件,，固態(tài)電解質(zhì)（SSE）的發(fā)展受到科研界和工業(yè)界的極大關注。開發(fā)具有優(yōu)異鋰離子電導率和長期運行穩(wěn)定性的SSE是實現(xiàn)此類電池的關鍵,。與無機固態(tài)電解質(zhì)相比，有機固態(tài)電解質(zhì)由于其柔性好,、易加工,、與電極間相容性好等優(yōu)點而備受關注。然而,，機械強度差,，熱穩(wěn)定性不足，以及室溫下離子電導率低等缺點嚴重限制了有機固態(tài)電解質(zhì)的進一步商業(yè)可行性,。對此,，開發(fā)新型復合固態(tài)/準固態(tài)電解質(zhì)被認為是有望結合多種材料優(yōu)勢以提高電池安全性和電化學性能的有效策略。
金屬有機框架（MOF）材料具有規(guī)則的孔徑,，較大的比表面積,，為離子傳輸提供了快速的通道和大量的反應位點,，研究表明，將MOFs應用于SSEs中具有改善固態(tài)電解質(zhì)各方面關鍵性能的巨大潛力,，包括提高離子導電性,、增強機械強度、優(yōu)化熱穩(wěn)定性和電化學穩(wěn)定性以及改善界面接觸,。
目前MOF基固態(tài)電解質(zhì)主要分為Neat MOFs,、Anions MOFs、IL@MOFs,、MOFs/polymer和MOFs/multi-component五種類型,。具有代表性的制備方法主要有冷/熱壓法、流延法,、溶液浸漬法,、原位聚合法等。
MSSEs的制備方法,，(a)冷/熱壓法,；(b)流延法；(c)溶液浸漬法,；(d)原位聚合法,。
MOFs在固態(tài)電解質(zhì)體系中的應用，包括作為離子導體的MOFs,、作為離子運輸載體的MOFs和作為添加填料的MOFs,。其中，MOFs作為聚合物體系和多組分體系的填料時,，可以有效地增加解離金屬鹽與聚合物的節(jié)段遷移率,。移動離子和遷移途徑的增強有助于離子電導率的增加。
但基于MOF基固態(tài)電解質(zhì)的電池仍處于初步研發(fā)階段,，技術的成熟度仍不足以滿足量產(chǎn)的需求,，用于交通電站大規(guī)模儲能的成本還有待進一步降低。因此,，仍有一些主要的挑戰(zhàn)需要克服,。
針對固態(tài)電池相關的技術、材料,、市場及產(chǎn)業(yè)等方面的問題,，中國粉體網(wǎng)將于2024年9月5-6日在常州舉辦第六屆高比能固態(tài)電池關鍵材料技術大會。為致力于固態(tài)電池技術開發(fā)的企業(yè),，科研院校,，以及電動車、儲能,、特種應用等終端企業(yè)提供信息交流的平臺,，開展產(chǎn),、學、研合作,，共同推動行業(yè)發(fā)展,。屆時，來自福州大學的鄭云教授將作題為《MOF基柔性復合固態(tài)電解質(zhì)的構筑及電化學行為研究》,。
在本次報告中,，鄭云教授主要聚焦于柔性復合固態(tài)/準固態(tài)電解質(zhì)的開發(fā)及其在鋰金屬電池中的應用研究，具體包括固態(tài)/準固態(tài)電解質(zhì)膜的設計與構建,，復合固態(tài)電解質(zhì)內(nèi)部界面的精準調(diào)控,，以及復合固態(tài)電解質(zhì)與鋰金屬穩(wěn)定界面的構建與調(diào)控。所提出的一系列柔性準固態(tài)電解質(zhì)為高性能固態(tài)鋰金屬電池的設計提供了有效解決方案,，為儲能和轉(zhuǎn)換領域的材料和結構發(fā)展提供了新的設計思路,。
專家簡介：
鄭云，教授,，博導,，福建省“閩江學者”特聘教授，目前就職于福州大學材料科學與工程學院,、新能源材料與工程研究院,。2019年博士畢業(yè)于清華大學核能與新能源技術研究院，隨后加入加拿大滑鐵盧大學化學工程系從事三年多的博士后研究,，2023年正式入職福州大學,。鄭云博士長期從事固態(tài)能源材料表界面的離子遷移與轉(zhuǎn)化方面的工作，具體涉及固態(tài)鋰金屬電池（Li+）和固體燃料電池/電解池（O2-, H+）,。目前已發(fā)表SCI論文70多篇,，其中以第一作者身份（含共同）在Chem. Soc. Rev., Joule, Adv. Mater., PNAS, Adv. Energy Mater., Adv. Sci., Small, Electrochem. Energ. Rev., Nano Energy等期刊發(fā)表論文30多篇，撰寫“Carbon dioxide reduction through advanced conversion and utilization technologies (CRC Press, 共16章)”等學術專著2本,，申請/授權專利6項,，主持/參與國家級科研項目多項。
參考來源：
1.eTran交通電動化《固態(tài)電池專題 | 張久俊院士團隊-面向高性能鋰金屬電池的金屬框架基固態(tài)電解質(zhì)技術》
2.楊曉宇《MOF改性復合固態(tài)電解質(zhì)膜制備及性能研究》
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/喬木）
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