在能源科技的前沿探索中，全固态锂电池正被视为引领“下一代能源革命”的关键技术。这项创新技术从根本上解决了传统锂电池可能面临的泄露与起火风险，显著提升了安全性。然而，尽管前景广阔，其商业化之路却非坦途，循环稳定性与能量密度的提升成为亟待克服的挑战。这背后，电极内部反应机制的深入理解成为解锁难题的关键，而锂元素的“可视化”检测难题更是制约性能提升的瓶颈所在。
近日，一项突破性的研究成果为全固态锂电池的发展注入了新动力。中核集团中国原子能科学研究院携手清华大学深圳国际研究生院，利用中子深度剖面分析技术，成功揭示了全固态锂电池传统单层正极的关键缺陷。研究团队首次通过实验直接观测到显著的纵向锂浓度梯度，并在电极厚度方向上实现了锂浓度的均匀分布。这一发现为梯度电极的设计提供了坚实的实验基础，对推动全固态锂电池的基础科学认知与工程化应用具有重要意义。
据悉，中子深度剖面分析技术作为一种先进的核分析技术，能够像“无损CT扫描”一样透视材料内部。该技术对锂元素等轻元素具有极高的敏锐度，具有高灵敏、高分辨、无损检测的特点。在电池材料研究中，尤其是针对空气和水分敏感的电池材料，中子深度剖面分析技术展现出了无可替代的优势。它能够追踪锂离子在电池充放电过程中的传输路径，为锂电池研发提供了“透视锂分布”的慧眼，为优化电池设计、提升性能提供了精准指导。
多年来，中核集团中国原子能科学研究院核物理所的活化分析研究团队一直致力于中子深度剖面分析技术的研究与应用。在国家自然科学基金项目的支持下，团队依托中国先进研究堆，成功研发出国际领先的中子深度剖面分析装置和技术方法。这一成果不仅为我国核工业的发展提供了有力支持，也为半导体、锂电池等领域的科技创新提供了先进的分析测试手段。这充分展示了国家大科学装置在推进科技自立自强中的重要作用，以及核分析技术在满足国家重大需求、解决交叉学科前沿问题方面的独特价值和显著贡献。
