近日，中国原子能科学研究院与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(Neutron Depth Profiling, NDP)技术 ，精准揭示了全固态锂电池传统单层正极(CC)的关键缺陷，首次通过实验直接观测并定量证实了显著的纵向锂浓度梯度 ，在电极厚度方向上实现了锂浓度的均匀分布， 为梯度电极核心设计工作提供了有力的实验依据，为推动全固态锂电池基础科学认知及其工程化应用作出重要贡献。
(a)固态电池正极利用中子深度剖面分析技术测量示意图
(b)传统单层正极和新型电荷转移优化正极利用中子深度剖面分析技术获得的锂浓度分布曲线对比
该研究成果发表于国际顶级期刊《Energy & Environmental Science》(《能源与环境科学》，影响因子30.8) 。论文作者为清华大学深圳国际研究生院博士生梁俊威、大湾区大学助理教授钱坤、原子能院核物理研究所研究员肖才锦等，通讯作者为清华大学深圳国际研究生院教授柳明。
中子深度剖面分析技术 是一种先进的核分析技术，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”。由于中子对锂元素这类轻元素极其敏锐，整个“扫描”过程具有高灵敏、高分辨、无损 等特点，所以在开展对空气/水分敏感的电池材料研究时，中子深度剖面分析技术展现出无可比拟的优势。它能追踪锂离子在电池充放电时的传输过程，就像为锂电池研发装上了“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”。
十多年来，原子能院核物理研究所活化分析研究团队 一直紧跟中子深度剖面分析技术，在国家自然科学基金项目支持下，团队依托中国先进研究堆，研发出国际领先的中子深度剖面分析装置和技术方法 ，为我国核工业发展，以及半导体、锂电池等领域科技创新提供了先进的分析测试方法。这充分体现了国家大科学装置对推进科技自立自强发挥的重要作用，以及核分析技术在满足国家重大需求、解决交叉学科前沿研究问题方面的显著作用和独特价值。
