电纺氟化金属有机框架纳米纤维电解质实现长寿命锂金属电池 可购买

《Journal of Materials Chemistry A》：Electrospun fluorinated MOF nanofiber electrolytes enabling long-life lithium metal batteriesAvailable to Purchase

　　

将金属有机框架（MOFs）整合到聚合物基体中的准固态电解质（QSSEs）为安全锂电池提供了有前途的途径。然而，现有基于 MOF 的 QSSE 中存在功能基团密度低和填料分散性差的问题，导致锂盐解离不足、Li⁺ 传输缓慢以及枝晶生长失控。在此，我们报道了 spin-In-F₄，一种通过将 In-BDC-F₄ 与 PVDF-HFP 纳米纤维静电纺丝制备的 QSSE，其中 In-BDC-F₄ 是一种二维氟化铟基 MOF，其有机连接体具有最大化的氟密度，通过无溶剂机械化学法合成。高电负性的氟取代基显著增强了铟中心的 Lewis 酸性，同时促进锂盐解离，锚定 TFSI^? 阴离子，并调节局部溶剂化环境。此外，静电纺丝纳米纤维结构抑制了聚合物结晶度，并构建了连续的离子传输路径。连接体氟化与纳米纤维结构化的协同作用使其在 30 °C 下离子电导率达到 1.75 × 10^?3 S cm^?1，锂离子迁移数为 0.77，电化学稳定性窗口为 4.95 V。Li‖Li 对称电池在 0.5 mA cm^?2 下实现临界电流密度 4.5 mA cm^?2，并稳定循环超过 800 小时。值得注意的是，LiFePO₄‖Li 电池在 10C 下循环 1800 次后容量保持率为 89.68%，证明了氟功能化 MOFs 与可扩展静电纺丝相结合对于高倍率、长寿命锂电池的有效性。

图形摘要

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具有高密度-F 取代基的 In-BDC-F₄ 提高了 Lewis 酸性，以促进 LiTFSI 解离并调节局部溶剂化环境。静电纺丝纳米纤维结构降低了 PVDF-HFP 结晶度，并形成连续的离子传输路径。

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具有高密度-F 取代基的 In-BDC-F₄ 提高了 Lewis 酸性，以促进 LiTFSI 解离并调节局部溶剂化环境。静电纺丝纳米纤维结构降低了 PVDF-HFP 结晶度，并形成连续的离子传输路径。

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? 2026 作者所有。由化学皇家学会出版

2026

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