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固态电池要来了!MOFs辅材成关键,维桢已抢先布局

抖音热门 2025年10月27日 17:29 0 aa

2025年诺贝尔化学奖一公布,懂行的人都知道,这下金属有机框架(MOFs)这玩意儿要火了。

获奖的是三个科学家:日本的北川进、英国的理查德・罗布森,还有美国的奥马尔・M・亚吉。

他们仨在MOFs领域做了开创性的工作,把这种材料从实验室的理论,往前推了一大步。

MOFs这材料挺特别,能按需求调整功能,就像“原子级乐高积木”。

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不管是抓二氧化碳、存气体,还是从空气里取水,都有大潜力。

但这东西也不是没毛病,合成起来复杂,成本还高,结构也不够稳定,想真正用到产业里,一直不顺畅。

最早尝试把MOFs产业化的是欧美企业。

本世纪初的时候,化工巨头巴斯夫找亚吉合作,总算把个别MOFs材料做成了工业产品,不再是实验室里的一点点粉末。

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近十年,还有一批欧美公司在气体净化、储氢这些领域有突破。

但他们的问题也很明显成本压不下来,器件化技术也跟不上,比如浆料怎么调、镀层怎么弄,都没理顺,应用场景也窄得很。

欧美企业在前面探了路,但瓶颈也很明显。

这时候中国企业就慢慢跟上了,其中杭州的维桢新材料算是跑得比较快的一个。

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要讲维桢,就得先说说它的创始人张漩。

张漩是1989年的,本科和研究生都在兰州大学读。

后来去了比利时,在荷兰语鲁汶大学拿了材料工程博士学位,还在欧洲做了好几年电化学研究。

2021年12月,他回国加入了浙江大学杭州国际科创中心的储能团队。

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本来张漩只是想做科研,但回国后发现,固态电池正在搞材料革命。

他就琢磨,能不能不只是搞研究,把成果变成能摸得着的商品?他发现,电池性能好不好,关键不在正负极,而在中间那层常被忽略的“界面层”。

这层要是不稳定,电池寿命短不说,还不安全。

想让固态电池代替现在的液态电池,必须先解决这个界面问题。

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而MOFs,刚好能派上用场。

其实早在2016年,张漩在实验里就偶然发现,MOFs对锂离子的透过性特别高。

这意味着它能当电池的界面层,甚至做固态电解质材料。

那时候全球没几个人往这个方向走,他就想试试。

2022年,他干脆创办了维桢新材料,最早叫汶纳新材料。

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张漩的“降本魔法”:从百万元/吨到十几万元/吨

创业初期的维桢可没现在这么风光。

就几个人,在一个改造过的车间里摸索。

实验室堆满了溶剂瓶和试样片,钱也紧张。

张漩说,那时候最头疼的不是技术,是怎么活下去。

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没客户,实验材料都得自己凑,团队每次做出点小成果,都跟过年似的。

转折点来自和一家头部企业的合作,一开始只是个基础研究项目,做电池界面的。

结果维桢用自己的MOFs材料做实验,性能超出了预期。

从这以后,维桢才算真正走上了产业化的路。

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全球MOFs产业有三个大难题:成本高、器件化技术缺、没成熟应用场景。

维桢一个一个啃,成本方面,他们用了电沉积工艺,不用高温,室温就能生产,反应时间从以前的几十小时,缩到了几十分钟。

成本一下子就降下来了,从最开始的每吨上百万元,降到了十几万元。

和浙江金羽、绵阳锂源这些客户合作的时候,成本甚至降了九成多。

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器件化方面,他们自己研发了浆料体系,解决了分散、镀层这些难题。

应用场景上,他们没贪多,先盯着电池和医疗健康这两个领域找突破口。

在产业化里,“一致性”是个大难关,MOFs结构复杂,反应条件稍微变一点,性能就不一样。

要做到高产率、高速度还高一致,特别难。

张漩和团队反复调配方、改反应条件,失败了几十次才摸出参数。

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直到今年三月,终于做到30多个批次的产品指标全一致。

那天实验室的人都笑了,他们知道,工业化的门总算推开了。

现在维桢能稳定生产八款MOFs产品,五款已经完成中试,年产能有20吨,还在建百吨级的产线,预计年底就能投产。

产品分两类,一类是给电池用的E-MOFs,另一类是给医疗用的Bio-MOFs,后者已经进了动物实验阶段,生物相容性还不错。

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维桢的合作模式也挺聪明,不搞重资产投入,主要是和客户联合开发,或者代工生产。

张漩说,创业公司的钱要花在技术上,不是花在设备上。

这个思路我觉得挺对,毕竟对初创公司来说,现金流比啥都重要。

而且维桢还布局了AI,现在AI在新材料研发里特别火,他们用机器学习优化MOFs的合成机理,还能预测结构、优化实验参数。

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以前要三个月才能优化好的参数,现在两周就够了,效率提了不少。

现在搞新材料研发,不用AI都有点跟不上趟了。

MOFs不只是做电池,医疗、环保都能用

很多人以为MOFs就只能做电池材料,其实不是。

它在医疗和环保领域,潜力也很大,医疗方面,维桢的Bio-MOFs以后能用来做药物缓释,比如给癌症病人送药,能精准送到肿瘤那里,减少副作用。

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环保方面就更不用说了,空气净化、储氢、气体分离都能用。

中国石化2024年就在新疆油田试点用MOFs储氢了,效果还不错。

张漩觉得,MOFs大规模商业化的窗口已经开了,中国在这方面有优势。

一方面是成本,中国化工产业链全,有机配体大多能自己生产,比欧美便宜不少,工人成本也低。

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另一方面是市场,中国是全球最大的电池市场,新能源车销量也占全球六成以上,有足够大的场景让MOFs落地。

张漩还预测,固态电池2027年左右能装到车上,要是顺利,2032年就能大规模量产。

到那时候,电池行业的格局可能会重新洗牌。

以前大家都盯着正负极,以后界面层、添加剂这些“看不见的环节”会成为突破口。

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这些辅材虽然成本占比不高,但直接影响电池的寿命、安全性和能量密度,肯定是下一个价值高地。

从欧洲的实验室,到杭州的厂房;从偶然发现的实验现象,到产品落地。

张漩像是在科学和产业之间搭了一座桥。

他说,他们不是在做一种材料,是在探索科学怎么变成生活的一部分。

我觉得维桢的故事挺有代表性的,它证明中国企业在新材料领域,不只是能跟跑,还能领跑。

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从诺奖的理论突破,到欧美企业的早期探索,再到维桢这样的中国公司把技术落地,MOFs的产业化算是慢慢走上了正轨。

未来3-5年要是能规模化应用,中国说不定能在这个领域当回“领头羊”。

毕竟,有技术、能降本、还有大市场,这三个条件凑在一起,想不发展都难。

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