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本報北京8月9日電(記者張曉華)近日,中核集團中國原子能科學研究院攜手清華大學深圳國際研究生院,依託中國先進研究堆,利用中子深度剖面分析技術,精準揭示全固態鋰電池傳統單層正極的關鍵缺陷。相關研究首次通過實驗直接觀測並定量證實顯著的縱向鋰濃度梯度,在電極厚度方向上實現鋰濃度的均勻分布,為梯度電極核心設計工作提供了有力的實驗依據,對推動全固態鋰電池基礎科學認知及其工程化應用具有重要意義。相關研究成果發表於國際學術期刊《能源與環境科學》。 被譽為「下一代能源革命」技術的全固態鋰電池,從根本上杜絕了傳統鋰電池可能出現的洩露、起火等風險,安全性顯著提升,但其商業化應用仍面臨諸多「攔路虎」,比如循環穩定性和能量密度提升等。要解決上述問題,需深入理解電極內部反應機制。過去,鋰元素的「可視化」檢測一直是行業痛點,成為制約全固態鋰電池性能提升的關鍵環節。 來自中核集團中國原子能科學研究院的專家介紹,作為一種先進的核分析技術,中子深度剖面分析技術是中子活化分析技術的分支,可以利用中子束「透視」材料內部,就像做一次無損的「CT掃描」。中子對鋰元素等輕元素極其敏感,整個「掃描」過程具有高靈敏、高分辨、無損等特點,在開展對空氣/水分敏感的電池材料研究時,中子深度剖面分析技術具有無可比擬的優勢——它能追蹤鋰離子在電池充放電時的傳輸過程,就像裝上「透視鋰分布的慧眼」,為優化電池設計、提升電池性能提供精準「導航」。 作者:本報記者 張曉華《光明日報》( 2025年08月10日 04版)
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