综述:用于固态锂电池的电纺MOFs/聚合物纳米纤维电解质:界面工程与协同离子传输

时间:2026年3月20日
来源:Advanced Fiber Materials

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金属有机框架(MOFs)与聚合物电解质复合制备纳米纤维电解质,通过电纺技术解决物理混合导致的界面不兼容问题,提升离子导率和界面稳定性,综述了成分设计、制备方法、协同机制及未来研究方向。

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摘要

将金属有机框架(MOFs)与聚合物电解质结合的固态复合电解质,兼具聚合物的柔韧性和MOFs的结构有序性与刚性,成为高性能固态锂电池的有力候选材料。然而,传统的物理混合方法导致MOFs与聚合物之间的界面兼容性较差,阻碍了离子传输,并在加工和运行过程中引发相分离,从而影响结构完整性和成分均匀性。静电纺丝技术为将MOFs更好地融入聚合物基体提供了有效途径,使得复合材料更加均匀,离子导电性得到提升。基于这些进展,本文系统地阐述了MOFs/聚合物纳米纤维电解质的组分设计及离子传输机制,重点探讨了超越物理混合的高级集成策略。此外,本文还讨论了制备MOFs/聚合物纳米纤维电解质的联合方法,并分析了MOFs与聚合物协同增强离子导电性和界面稳定性的机制。同时,本文详细分析了基于MOFs的复合电解质目前面临的挑战,并提出了未来研究的方向。通过提供关于多种MOFs/聚合物纳米纤维电解质集成策略和功能机制的全面、系统且易于理解的概述,本文旨在为高性能固态锂电池的研发提供参考与启发。

图形摘要

将金属有机框架(MOFs)与聚合物电解质结合的固态复合电解质,兼具聚合物的柔韧性和MOFs的结构有序性与刚性,成为高性能固态锂电池的有力候选材料。然而,传统的物理混合方法导致MOFs与聚合物之间的界面兼容性较差,阻碍了离子传输,并在加工和运行过程中引发相分离,从而影响结构完整性和成分均匀性。静电纺丝技术为将MOFs更好地融入聚合物基体提供了有效途径,使得复合材料更加均匀,离子导电性得到提升。基于这些进展,本文系统地阐述了MOFs/聚合物纳米纤维电解质的组分设计及离子传输机制,重点探讨了超越物理混合的高级集成策略。此外,本文还讨论了制备MOFs/聚合物纳米纤维电解质的联合方法,并分析了MOFs与聚合物协同增强离子导电性和界面稳定性的机制。同时,本文详细分析了基于MOFs的复合电解质目前面临的挑战,并提出了未来研究的方向。通过提供关于多种MOFs/聚合物纳米电解质集成策略和功能机制的全面、系统且易于理解的概述,本文旨在为高性能固态锂电池的研发提供参考与启发。

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