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随着电动汽车和大规模储能系统对高能量密度和高安全性电池需求的日益增长，固态锂电池已成为前沿研究热点。在众多固态电解质体系中，有机-无机复合固态电解质因其兼具聚合物柔韧性和无机材料高离子导率的优势而备受关注。然而，传统复合方法中无机填料分散不均、负载量低等问题，严重制约了其性能发挥。

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近期，华北电力大学等研究机构在《Small》期刊发表了一项创新成果，研究团队通过静电纺丝与化学浸渍相结合的策略，成功制备出具有原位协调结构的MOF-聚合物复合固态电解质。该工作不仅解决了填料分散难题，更实现了电解质综合性能的显著提升，为固态电池电解质设计提供了新思路。

展开剩余87%一、研究背景：固态电解质的困境与出路

传统液态电解质存在泄漏、易燃等安全隐患，而全固态无机电解质又面临界面阻抗大、脆性高等问题。因此，有机-无机复合固态电解质成为了折中方案——结合有机相的柔韧性和无机相的高离子电导率。

然而，常规共混法制备的复合材料中，无机填料分散不均、负载量低，导致离子传导路径不连续，界面稳定性差。例如，文献中报道的采用溶液浇铸法制备的HKUST-1/PEO复合电解质，在填料含量提高时出现严重团聚，室温离子电导率仅为1.2×10⁻⁴ S cm⁻¹，难以满足实际应用需求。

二、创新策略：静电纺丝与原位协调的巧妙结合

该研究团队创新性地将静电纺丝技术与原位化学合成相结合，斗鱼app下载设计出全新的制备流程：

1.静电纺丝构建三维纤维骨架：将HKUST-1的金属前驱体（铜源）加入PAN溶液，通过静电纺丝制备出含铜前驱体的PAN纳米纤维膜。

2.原位生长实现MOF高负载：将上述纤维膜浸入HKUST-1的有机配体溶液中，使MOF晶体在纤维表面原位成核与生长，形成均匀包裹的结构。

3.原位聚合形成凝胶电解质：将获得的复合膜浸润于含锂盐、DOL溶剂和Al(OTf)₃引发剂的聚合物电解质前驱体溶液中，在电池组装过程中引发聚合，形成最终固态电解质（IPH-SSE）。

三、结构表征：三维连续网络的优势

扫描电镜（SEM）结果显示，IPH-SSE中HKUST-1颗粒（约50 nm）均匀致密地生长在PAN纤维表面。相比传统共混法样品（PH-SSE）中稀疏分布的、尺寸约400 nm的颗粒，这种原位生长策略实现了填料的高负载与高分散。

能谱分析（EDS）进一步证实，IPH-SSE中铜元素的分布更均匀且含量更高。X射线衍射图谱中，IPH-SSE的HKUST-1特征峰也明显更强，均指向其更高的MOF负载量。

四、电化学性能：关键指标的全面领先

1.高离子电导率与低活化能

在25℃下，IPH-SSE的离子电导率达到2.43×10-3 S cm-1，显著高于PH-SSE（1.97×10-3）和纯PAN基电解质P-SSE（1.17×10-3）。其活化能仅为0.0957 eV，表明其具有更低的离子迁移势垒。

2. 宽电化学窗口与高电压兼容性

线性扫描伏安测试显示，IPH-SSE的电化学稳定窗口高达4.76 V，优于对照样品。在匹配高电压NCM811正极的测试中，使用IPH-SSE的电池在4.7 V下仍能稳定工作，而对照样品在4.3-4.6 V即发生明显分解，证明了其优异的高压稳定性。

3. 高锂离子迁移数与超高临界电流密度

得益于HKUST-1中Cu2+位点与TFSI-的强相互作用，IPH-SSE的锂离子迁移数（tli+）高达0.77，远超PH-SSE（0.56）和P-SSE（0.27）。高tli+有效抑制了浓差极化，使其在Li