全固态锂电池关键难题被突破

  近日，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，依托中国先进研究堆，利用中子深度剖面分析技术，精准揭示全固态锂电池传统单层正极的关键缺陷。相关研究首次通过实验直接观测并定量证实显著的纵向锂浓度梯度，在电极厚度方向上实现锂浓度的均匀分布，为梯度电极核心设计工作提供了有力的实验依据，对推动全固态锂电池基础科学认知及其工程化应用具有重要意义。相关研究成果发表于国际学术期刊《能源与环境科学》。

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  被誉为“下一代能源革命”技术的全固态锂电池，从根本上杜绝了传统锂电池可能出现的泄露、起火等风险，安全性显著提升，但其商业化应用仍面临诸多“拦路虎”，比如循环稳定性和能量密度提升等。要解决上述问题，需深入理解电极内部反应机制。过去，锂元素的“可视化”检测一直是行业痛点，成为制约全固态锂电池性能提升的关键环节。

  来自中核集团中国原子能科学研究院的专家介绍，作为一种先进的核分析技术，中子深度剖面分析技术是中子活化分析技术的分支，可以利用中子束“透视”材料内部，就像做一次无损的“CT扫描”。中子对锂元素等轻元素极其敏感，整个“扫描”过程具有高灵敏、高分辨、无损等特点，在开展对空气/水分敏感的电池材料研究时，中子深度剖面分析技术具有无可比拟的优势——它能追踪锂离子在电池充放电时的传输过程，就像装上“透视锂分布的慧眼”，为优化电池设计、提升电池性能提供精准“导航”。（记者 张晓华）