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公開番号2025143861
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-02
出願番号2024043328
出願日2024-03-19
発明の名称電池分析用構造体
出願人株式会社リガク
代理人弁理士法人平和国際特許事務所
主分類G01N 23/20025 20180101AFI20250925BHJP(測定;試験)
要約【課題】全固体電池を試料電池とする電池分析用構造体において、電池収容ユニット20の中空部内に収容した試料電池Sを大気から遮断するために、いっそう高い気密性を実現する。
【解決手段】 X線窓11から、電池収容ユニット20におけるX線窓11の周囲の内壁と仕切部材12との間を経由して、試料電池Sに至る矢印で示す経路に対し、当該経路の任意の箇所にOリング51a(気密部材)を設けて当該経路を遮断する(第2の気密構造)。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
電解質層の両端側に電極活物質層が配置され、さらに各電極活物質層の外側にそれぞれ集電体層が配置された全固体電池を試料電池とする電池分析用構造体であって、
前記試料電池を収容するための中空部を有し、且つ当該中空部に収容された試料電池にＸ線を照射するとともに、当該試料電池から反射してきた回折Ｘ線を外部へ出射させるためのＸ線窓が、前記中空部の内壁から外部に貫通する切欠孔により形成された電池収容ユニットと、
前記電池収容ユニットの中空部内にはめ込まれ、前記中空部内に収容される前記試料電池の外周面を囲むように、前記試料電池と前記電池収容ユニットの中空部内壁との間に介在して、前記試料電池の外周面を絶縁する絶縁部材と、
前記電池収容ユニットの中空部内に収容された試料電池に圧力を作用させる加圧ユニットと、を備え、
且つ、前記電池収容ユニットにおける前記Ｘ線窓の周囲の内壁と、前記試料電池の外周面を囲む前記絶縁部材の端面との間に、薄板状の仕切部材を配置するとともに、前記仕切部材と前記絶縁部材の端面との間に、気密部材を配置し、前記絶縁部材を前記Ｘ線窓の周囲の内壁に向けて押圧した状態で前記電池収容ユニットに固定することにより、前記絶縁部材の端面、前記気密部材、前記仕切部材及び前記Ｘ線窓の周囲の内壁の相互間を密接させて第１の気密構造を形成し、
さらに、前記Ｘ線窓から、前記電池収容ユニットにおける前記Ｘ線窓の周囲の内壁と前記仕切部材との間を経由して、前記試料電池に至る経路に対し、当該経路の任意の箇所に別の気密部材を設けて当該経路を遮断する第２の気密構造を形成した、ことを特徴とする電池分析用構造体。
続きを表示（約 760 文字）【請求項２】
前記第２の気密構造は、前記仕切部材が配置された領域の外側で、前記電池収容ユニットの内壁と前記絶縁部材との間に、前記別の気密部材を設けた構成であることを特徴とする請求項１に記載の電池分析用構造体。
【請求項３】
前記第２の気密構造は、前記電池収容ユニットにおける前記Ｘ線窓の周囲の内壁と前記仕切部材との間に、前記別の気密部材を設けた構成であることを特徴とする請求項１に記載の電池分析用構造体。
【請求項４】
電解質層の両端側に電極活物質層が配置され、さらに各電極活物質層の外側にそれぞれ集電体層が配置された全固体電池を試料電池とする電池分析用構造体であって、
前記試料電池を収容するための中空部を有し、且つ当該中空部に収容された試料電池にＸ線を照射するとともに、当該試料電池から反射してきた回折Ｘ線を外部へ出射させるためのＸ線窓が、前記中空部の内壁から外部に貫通する切欠孔により形成された電池収容ユニットと、
前記電池収容ユニットの中空部内にはめ込まれ、前記中空部内に収容される前記試料電池の外周面を囲むように、前記試料電池と前記電池収容ユニットの中空部内壁との間に介在して、前記試料電池の外周面を絶縁する絶縁部材と、
前記電池収容ユニットの中空部内に収容された試料電池に圧力を作用させる加圧ユニットと、を備え、
さらに、前記電池収容ユニットの外部に、前記Ｘ線窓を囲んで密閉するように大気遮断ユニットを設けたことを特徴とする電池分析用構造体。
【請求項５】
前記大気遮断ユニットは、前記Ｘ線窓に対向する部位を、Ｘ線を透過し且つ大気を遮断する特性を有する材料で形成してあることを特徴とする請求項４に記載の電池分析用構造体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、全固体電池をＸ線回折測定により評価する際に用いられる電池分析用構造体に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
全固体電池は、電解質層の両端側に電極活物質層を有する構成となっており、充放電サイクル時に容量劣化や抵抗上昇を引き起こす。例えば、全固体リチウムイオン電池ではリチウムイオン（Li）の挿入・脱離に伴い、結晶構造の変化を生じやすいことから、劣化機構の解明にあたって、充放電に伴う結晶構造の変化をＸ線回折測定により評価することが行われている。
【０００３】
さて、全固体電池では、電解質層に固体の電解質が用いられている。全固体電池の内部では、充放電に伴い、各要素となる電極活物質層、固体電解質層、導電材等が膨張収縮し、粒子間の空隙や固体電解質層と電極活物質層との界面の剥離、又は内部クラックなどの現象が生じやすく、これらの現象が生じた場合に電池として正常に機能しなくなってしまう。そこで、この種の全固体電池を試料電池として分析評価を実施する場合には、試料電池を加圧状態で保持し、導電パスの確保や充放電に伴う膨張収縮を抑制する必要がある。
【０００４】
そこで、本出願人は、試料電池を加圧してその膨張収縮を抑制することのできる電池分析用構造体をすでに提案している（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０２１／０３８９４３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
さて、試料電池は大気から遮断された状態で電池収容ユニットの中空部内に収容されている。試料電池を構成する成分が大気と化学反応して変化してしまうことを避けるためである。
【０００７】
特許文献１に開示された電池分析用構造体は、電池収容ユニットにＸ線窓（１１）を切欠孔によって形成してあり、このＸ線窓（１１）と絶縁部材（２１）との間に仕切部材（１２）を配置して気密構造を形成している（同文献１の図２参照）。
【０００８】
現在広く普及しているリチウムイオン電池等の液体電池を試料電池とする場合は、絶縁部材（２１）と仕切部材（１２）の間に、加圧により試料電池から漏れ出た液体成分が入り込んで、二重の気密構造を形成することを、発明者らは認識している。
【０００９】
しかし、全固体電池ではこのような現象を期待することはできないため、本発明者らは、全固体電池を対象とする本願発明に係る電池分析用構造体について、いっそう高い気密性能を実現するために鋭意検討を重ね、本願発明を創作するに至った。
【００１０】
本発明は、全固体電池を試料電池とする電池分析用構造体において、電池収容ユニットの中空部内に収容した試料電池を大気から遮断するために、いっそう高い気密性を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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