想象一块海绵,但将其缩小到分子级别,并且可以精确设计其内部孔洞的大小、形状和化学特性——这就是刚刚斩获诺贝尔化学奖的金属有机框架MOF。

图片来源:诺贝尔奖官网,2025年10月
MOF用“金属离子”作接头、“有机分子”作支架,搭建起来的微观建筑有两个核心优势:
一是巨大的内部空间,几克材料的内表面积可展开到一个足球场;
二是高度可定制,通过更换“接头”“支架”可像拼乐高一样精确调控孔径与化学功能,从而选择性吸附或催化特定分子。
正因此,北川进、理查德·罗布森和奥马尔·雅吉三位科学家共同获颁2025年诺贝尔化学奖。
目前,化工巨头巴斯夫已实现MOF的数百吨级商业化量产,主要用于工业碳捕获。而在能源转型的核心赛道——锂电池技术中,MOF也正从幕后走向台前。
9月,中科院物理所陈立泉团队在《自然·能源》发表成果:他们在高电压正极NVOPF颗粒表面外延生长出名为MET-6的MOF薄膜。
该薄膜既物理隔绝正极与电解质直接接触、防止副反应,又因自身多孔性保持钠离子通道,使PEO基固态钠电池在4.2V下实现长寿命稳定循环,表明MOF可作为界面工程的新范式。
国内也已有多家锂电企业展开产业化布局。蓝廷新能源董事长吴大勇曾在高工锂电会议上指出,MOF可作为“性能增强剂”广泛用于电池的各个部分。
蓝廷已将特定MOF用于隔膜改性,例如将Zr基MOF添加于隔膜中,可有效吸附电池内部的水分、HF等有害物质;而采用Ag基MOF作为功能层,则能提高锂离子迁移数,改善锂金属负极界面。
蓝廷还正开发将MOF与硫化物、氧化物等无机固态电解质复合的“MOF-SSE超级固态电解质”,目标是在保持电解质本体离子电导率高于3mS/cm的同时,j降低界面电阻。
根据其商业化时间表,公司已建成MOF中试产线,计划2026年推出超级固态电解质复合膜,并已同天目先导、江苏蓝固、苏州固太等固态电解质企业形成战略合作。
碳语新材宣称拥有超过40种MOF产品库,应用方向覆盖半固态电池电解质、涂覆隔膜以抑制锂枝晶、捕获正极溶出的过渡金属离子等多个场景。公司粤港澳大湾区新基地拟投产5000吨MOF。
此外,上市公司上海洗霸也已入局,通过购买《一种同轴包覆MOF层的聚氨酯基纳米纤维膜及其制备方法和应用》的专利权,切入了MOF在电池隔膜领域的应用开发。
文章转载自【高工锂电】公众号