Ｘ線測定用電池構造体及びその支持装置
【課題】構造が簡単であり、グローブを着けての作業も行い易く、電極と外部電位との電気的な接続を安定的にとることができる電池構造体を提供する。
【解決手段】電界物質を含んでいるセパレータ７の両面に配置された正極材８及び負極材９と、正極材８に接触している正極側シール部材３ｂと、負極材９に接触している負極側シール部材３ａと、正極側シール部材３ｂに接触している正極側弾性部材４ｂと、負極側シール部材３ａに接触している負極側弾性部材４ａと、正極側弾性部材４ｂと負極側弾性部材４ａとを互いに近づく方向へ押し付ける弾性部材押圧機構５ａ、５ｂ，１８、２２とを有するＸ線測定用電池構造体１である。シール部材３ｂ，３ａは耐食性を有しており、シール部材３ｂ，３ａ及び弾性部材４ｂ，４ａはＸ線を通過させる部分を有しており、弾性部材押圧機構５ｂ、５ａ、１８、２２はＸ線経路を妨げない。
【解決手段】電界物質を含んでいるセパレータ７の両面に配置された正極材８及び負極材９と、正極材８に接触している正極側シール部材３ｂと、負極材９に接触している負極側シール部材３ａと、正極側シール部材３ｂに接触している正極側弾性部材４ｂと、負極側シール部材３ａに接触している負極側弾性部材４ａと、正極側弾性部材４ｂと負極側弾性部材４ａとを互いに近づく方向へ押し付ける弾性部材押圧機構５ａ、５ｂ，１８、２２とを有するＸ線測定用電池構造体１である。シール部材３ｂ，３ａは耐食性を有しており、シール部材３ｂ，３ａ及び弾性部材４ｂ，４ａはＸ線を通過させる部分を有しており、弾性部材押圧機構５ｂ、５ａ、１８、２２はＸ線経路を妨げない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解物質を含んだセパレータの表裏に正極材と負極材とを配置して成る電池要素を含む構造体であって、Ｘ線測定に適用可能な電池構造体に関する。また、本発明は、そのＸ線測定用電池構造体を支持するための支持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電解物質を挟んで正極材と負極材（以下、これらをまとめて電極又は電極材と呼ぶことがある）とを互いに対向配置させて成る電池要素を含む構造体は周知である。この電池構造体において、電極としてどのような材料を使用するかは、電池要素の特性を決定する上で極めて重要なことである。例えば、電池要素に対して充放電をくり返して行うと電極が劣化するが、その劣化特性は電極材料に応じて変化する。また、電池要素の寿命も電極材料に応じて変化する。
【０００３】
このように、電極材料の特性を検討することは非常に重要なことであるが、特に、正電極と負電極とに電圧を印加した状態で各電極がどのような構造変化を呈するかを知ることが重要である。
【０００４】
従来、Ｘ線窓を１つだけ備えた構造の電池構造体があった。この電池構造体では、１つの電極材がそのＸ線窓に密着して配置されていた。この電極材は、Ｘ線窓の反対側にある部材によってそのＸ線窓へ押し付けられる構造となっていた。
【０００５】
また、従来、電池要素の電極材料の内部の結晶構造の状態を検出する手段として、Ｘ線測定を利用することが知られている。例えば、特許文献１によれば、電解液を挟んで正極活物質と負極活物質（それぞれ、本発明の正極材及び負極材に相当）とを配置して、それらの内部構造の変化をＸ線測定によって検出する構成の電池構造体が知られている。
【０００６】
また、従来、特許文献２によれば、電解物質を含んだセパレータの表裏に正極材と負極材とを互いに対向して配置させて成る蓄電池（本明細書における電池要素に相当）を、槽頂部の部材と槽底部の部材との間に形成される空間内に設けて成る電池構造体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−０５４８０９号公報（第３〜５頁、図１〜３）
【特許文献２】特表平１０−５０２７４０号公報（第９〜１４頁、図２〜４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
Ｘ線窓を１つだけ備えた構造の従来の電池構造体においては、窓側の試料だけしか測定できず、試料の検査面を変更する場合には、一旦、電池構造体を分解し、検査面を変更した後に電池構造体を組立て直す必要があった。この作業は非常に煩わしかった。また、この従来の電池構造体は部品点数が非常に多く、構造が複雑であった。
【０００９】
特許文献１に開示された従来の電池構造体においては、試料を交換するたびに電解液をいちいち排出及び充填しなければならず、作業が非常に面倒であった。
【００１０】
正極材、電解物質及び負極材を有する電池構造体は、一般に、水分を嫌い、酸素を嫌う性質を有している。例えば、電解物質であるリチウムが不用意に水や空気に触れると内容物の膨張や熱暴走、爆発の原因となる。このため、製品としての電池構造体やＸ線測定用の電池構造体を組み立てる作業は、アルゴン等といった不活性ガスを充満させた作業室内、例えばグローブボックス内で行われることが多い。具体的には、作業者がドライバ等といった工具を使用して試料セル、すなわち電池構造体をネジ止めして、内部を気密にするといった作業を行っていた。
【００１１】
作業者は、一般に、グローブボックス内で手にグローブを着けて電池構造体の組立作業を行う。グローブを付けての作業は非常に行い難い作業であり、細かな作業が困難である。部品点数が多かったり複雑な構造の部品があったりすると組立てが困難である。ネジ止めや組立てが不十分なために気密性が不十分になって液漏れ等の問題が生じることが多い。
【００１２】
特許文献１及び特許文献２に開示された電池構造体は細かな部品を用いた複雑な構造であるため、作業者がグローブを着けて組み立て作業を行うことは極めて困難であった。特に、ドライバ等といった工具を用いた作業が必要であり、そのような作業が難しかった。また、正極及び負極といった電極と外部電位とを電気的に接続させるための構成が不安定になり易いという問題があった。
【００１３】
また、特許文献１に開示された電池構造体においては、次のような問題がある。すなわち、複数のボルトやＯ（オー）リングを使用して複数個所の気密を保持するため、組立作業の工程が多くなる。この組立作業をグローブボックス内で行うのは大変困難である。さらに複数の箇所を気密保持しないといけないので、１箇所でもＯリングの配置が不十分であったり、ボルトの締付けが不十分であると気密性に問題が生じ、電極材が大気にさらされたり、内部に溜めた電解液が漏れたりする。また、正極のみを測定する構造であり、正極及び負極の両極を測定できる構造ではない、という問題もある。
【００１４】
また、特許文献２に開示された電池構造体においては、例えば特許文献２の図１０及び図３から理解されるように、正極材とベリリウムウインドウ及び負極材とベリリウムウインドウは、それぞれ、空間を開けて配置されており、そのため、正極材、負極材、ベリリウムウインドウのそれぞれを保持する何等かの部材が個別に必要であった。このため、特許文献２に開示された電池構造体においては、グローブボックス内で組立て作業をするという前提の下では部品点数が多く、その組立て作業が困難である。また、特許文献２に示された電池構造体においては、蓄電池を加熱して結合させてから組立てるという作業が行われるので手間がかかる。
【００１５】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、部品点数が少なくて構造が簡単であり、グローブを着けての作業も行い易く、電極と外部電位との電気的な接続を安定的にとることができる電池構造体及びその支持装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係るＸ線測定用電池構造体は、（１）電界物質が含まれているセパレータと、（２）前記セパレータの一方の面の側に配置された正極材と、前記セパレータの他方の面の側に配置された負極材と、（３）前記正極材に接触している正極側シール部材と、前記負極材に接触している負極側シール部材と、（４）前記正極側シール部材に接触して弾性力を付与する正極側弾性部材と、前記負極側シール部材に接触して弾性力を付与する負極側弾性部材と、（５）前記正極側弾性部材と前記負極側弾性部材とを互いに近づく方向へ押し付ける弾性部材押圧手段とを有しており、（６）前記正極側シール部材及び前記負極側シール部材は前記電界物質に対する耐食性を有しており、（７）前記正極側シール部材、前記負極側シール部材、前記正極側弾性部材及び前記負極側弾性部材はＸ線を通過させる部分を有しており、（８）前記弾性部材押圧手段はＸ線経路を妨げないことを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、正極材、セパレータ及び負極材から成る電池要素を、正極側シール部材と負極側シール部材とによって直接に保持することにした。従って、電池要素をしっかりと保持でき、構造が簡単であり、しかも電池構造体の全体的な形状を小型で薄く形成できる。また、シール部材によって電池要素を直接に保持できれば、電極材を保持するための専用の部材が不要になるので部品点数を減らすことができる。部品点数が少ないので安価であり、しかも組み立てが容易である。
【００１８】
電池要素を正極側シール部材及び負極側シール部材によって直接に保持しているが、これらのシール部材は電界物質に対する耐食性を有しているので、正極材及び／又は負極材の性質が変化した場合でも、シール部材の形状がそれに連れて変化することを防止できる。これにより、正極材及び負極材を常に安定して保持できる。
【００１９】
本発明によれば、正極材、セパレータ及び負極材から成る電池要素、及びそれを覆う正極側及び負極側の各シール部材を、正極側及び負極側の各弾性部材によって挟持することにしたので、電池要素及び各シール部材に圧力を均一に加えることができ、そのため、内容物である電池要素の気密性を安定的に確保できる。
【００２０】
また、内容物である電池要素に圧力を均一に加えることができるので、正極側及び負極側の各押圧部材を強く締め付けるまでも無く、軽い締め付け力だけで内容物の気密性を確保できる。そのため、締付手段としてネジ締め工具であるドライバ等を用いて強固な締付を行う必要が無く、手作業での軽いネジ締めによっても、内容物の気密性を確保できる。
【００２１】
本発明によれば、セパレータ、正極材、負極材、正極側及び負極側の各シール部材、正極側及び負極側の各弾性部材、そして、正極側及び負極側の各押圧部材を、順次に積み重ねた後、それらを弾性部材押圧手段によって挟み付けるだけという、至って簡単な構造及び作業だけで電池構造体を製造することができる。従って、作業者がグローブボックス内でグローブを手に装着した状態でも、正確な組立作業を行うことが可能である。
【００２２】
本発明によれば、セパレータ、正極材、負極材、正極側及び負極側の各シール部材、そして正極側及び負極側の各弾性部材を積み重ねるだけで良いので、これらの各要素の位置合わせを容易に行うことができる。
【００２３】
本発明によれば、内部構造が非常に簡単であるので、試料面（すなわち、正極材の表面及び負極材の表面）の位置を精度良く位置決めすることができる。
【００２４】
本発明によれば、正極側押圧部材と負極側押圧部材とに所定の電圧を印加しながらＸ線測定を行うことにより、正極材及び負極材を実際に電池要素として機能させながら、Ｘ線測定を行うことができる。つまり、実際の使用状況下での測定、いわゆるin situ（イン・サイテュー）測定を行うことができる。
【００２５】
本発明において、前記弾性部材押圧手段は、前記正極側シール部材と前記負極側シール部材と前記正極側弾性部材と前記負極側弾性部材とによって前記正極材、前記セパレータ及び前記負極材を外部から密封する状態となるまで、前記正極側弾性部材と前記負極側弾性部材とを押し付けることができるように構成できる。
【００２６】
本発明において、前記正極側シール部材及び前記負極側シール部材の少なくとも一方は、導電性を有し且つ前記電界物質に対する耐食性を有した材料をベリリウムにコーティングして成る材料によって形成することができる。導電性且つ耐食性を有する材料は、例えばアルミニウムである。この構成により、正極材及び／又は負極材の性質が変化したときに、シール部材の形状がそれに連れて変化することを防止できる。
【００２７】
本発明において、前記正極側シール部材及び前記負極側シール部材の少なくとも一方は、導電性を有し且つ前記電界物質に対する耐食性を有した材料を高分子プラスチックにコーティングして成る材料によって形成することができる。高分子プラスチックは、例えば、ポリイミド樹脂であるカプトン（登録商標）を用いることができる。この構成により、正極材及び／又は負極材の性質が変化したときに、シール部材の形状がそれに連れて変化することを防止できる。
【００２８】
本発明において、前記正極側シール部材及び前記負極側シール部材の少なくとも一方は、アルミニウムによって形成することができる。つまり、正極側シール部材及び負極側シール部材を、ベリリウムにアルミニウムをコーティングしたものや、高分子プラスチックにアルミニウムをコーティングしたものに代えて、アルミニウムそれ自体によって形成することもできる。このようにアルミニウムを用いることにより、Ｘ線を透過させたときのＸ線減衰量を十分に低く抑えることができ、Ｘ線を効率的に透過させることができる。
【００２９】
本発明において、前記正極側シール部材及び前記負極側シール部材は導電性を有し、前記正極側弾性部材及び前記負極側弾性部材は絶縁性を有し、前記正極側押圧部材及び前記負極側押圧部材は導電性を有し、前記正極側押圧部材の一部と前記正極側シール部材の一部とが接触し、さらに、前記負極側押圧部材の一部と前記負極側シール部材の一部とが接触するように構成することができる。
この構成により、Ｘ線測定用電池構造体の外側に位置する部品である押圧部材を正極材と負極材とに電圧を印加するための入力端子として使うことが可能となり、その結果、電蓄構造体の電気的な接続構造を極めて簡単にでき、小型にでき、扱い易くすることができる。
【００３０】
本発明において、前記弾性部材押圧手段は、前記正極側弾性部材を押し付ける正極側押圧部材と、前記負極側弾性部材を押し付ける部材であって前記正極側押圧部材とは別部材である負極側押圧部材と、前記正極側押圧部材と前記負極側押圧部材とを互いに近づく方向へ締め付ける締付手段とを有することができる。前記締付手段によって前記正極側押圧部材と前記負極側押圧部材とを締め付けたとき、前記正極側押圧部材の一部と前記正極側シール部材の一部とが接触し、さらに、前記負極側押圧部材の一部と前記負極側シール部材の一部とが接触するように構成することができる。
締付手段は、例えば雄ネジを備えた軸部材とその雄ネジに噛み合う蝶ナットとの組み合わせである。
【００３１】
本発明において、前記締付手段は、前記正極側押圧部材及び前記負極側押圧部材の一方に設けられた軸部材と、前記正極側押圧部材及び前記負極側押圧部材の他方に設けられており前記軸部材を通すことができる軸用孔とを有することができ、前記軸部材を用いて前記正極側押圧部材と前記負極側押圧部材とを互いに近づく方向へ締め付けるように構成できる。
【００３２】
本発明において、前記締付手段は、前記軸部材の先端部に設けられた雄ネジと、その雄ネジに嵌合する雌ネジ部材とを有することができ、前記雌ネジを締め付けることにより前記正極側押圧部材と前記負極側押圧部材とを互いに近づく方向へ締め付けることができる。前記雌ネジ部材は、手回し用の羽根部材を備えた蝶ナットとすることができる。
【００３３】
本発明において、前記軸用孔の縁部分及び前記軸部材の少なくとも一方は絶縁性を有することができる。
【００３４】
本発明において、前記正極側押圧部材及び前記負極側押圧部材は前記セパレータよりも広い面積の部材とすることができ、前記正極側押圧部材及び前記負極側押圧部材はそれぞれが自身の中央部分に前記Ｘ線を通過させる部分を有することができ、前記正極側押圧部材及び前記負極側押圧部材の少なくとも１つにおいて前記Ｘ線を通過させる部分から外周縁にかけてテーパを設けることができる。この構成により、低角度の反射測定を行うことが可能となる。
【００３５】
次に、本発明に係るＸ線測定用電池構造体の支持装置は、上記した各構成のＸ線測定用電池構造体のうちの前記セパレータよりも正極側にある部材（例えば正極側押圧部材）と、前記セパレータよりも負極側にある部材（例えば負極側押圧部材）とを挟持して前記Ｘ線測定用構造体を保持することを特徴とする。
【００３６】
本発明に係るＸ線測定用電池構造体の支持装置は、前記Ｘ線測定用電池構造体を直交３軸方向へ独自に平行移動させる平行移動手段を有することができる。
【００３７】
本発明に係るＸ線測定用電池構造体の支持装置は、前記Ｘ線測定用電池構造体を、当該Ｘ線測定用電池構造体内のセパレータの面平行方向に延びる中心線の周りに回転させる回転移動手段を有することができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、正極材、セパレータ及び負極材から成る電池要素を、正極側シール部材と負極側シール部材とによって直接に保持することにした。従って、電池要素をしっかりと保持でき、構造が簡単であり、しかも電池構造体の全体的な形状を小型で薄く形成できる。また、シール部材によって電池要素を直接に保持できれば、電極材を保持するための専用の部材が不要になるので部品点数を減らすことができる。部品点数が少ないので安価であり、しかも組み立てが容易である。
【００３９】
電池要素を正極側シール部材及び負極側シール部材によって直接に保持しているが、これらのシール部材は電界物質に対する耐食性を有しているので、正極材及び／又は負極材の性質が変化した場合でも、シール部材の形状がそれに連れて変化することを防止できる。これにより、正極材及び負極材を常に安定して保持できる。
【００４０】
本発明によれば、正極材、セパレータ及び負極材から成る電池要素、及びそれを覆う正極側及び負極側の各シール部材を、正極側及び負極側の各弾性部材によって挟持することにしたので、電池要素及び各シール部材に圧力を均一に加えることができ、そのため、内容物である電池要素の気密性を安定的に確保できる。
【００４１】
また、内容物に圧力を均一に加えることができるので、正極側及び負極側の各押圧部材を強く締め付けるまでも無く、軽い締め付け力だけで内容物の気密性を確保できる。そのため、締付手段としてネジ締め工具であるドライバ等を用いて強固な締付を行う必要が無く、手作業での軽いネジ締めによっても、内容物の気密性を確保できる。
【００４２】
本発明によれば、セパレータ、正極材、負極材、正極側及び負極側の各シール部材、正極側及び負極側の各弾性部材、そして、正極側及び負極側の各押圧部材を、順次に積み重ねた後、それらを弾性部材押圧手段によって挟み付けるだけという、至って簡単な構造及び作業だけで電池構造体を製造することができる。従って、作業者がグローブボックス内でグローブを手に装着した状態でも、正確な組立作業を行うことが可能である。
【００４３】
本発明によれば、セパレータ、正極材、負極材、正極側及び負極側の各シール部材、そして正極側及び負極側の各弾性部材を積み重ねるだけで良いので、これらの各要素の位置合わせを容易に行うことができる。
【００４４】
本発明によれば、内部構造が非常に簡単であるので、試料面（すなわち、正極材の表面及び負極材の表面）の位置を精度良く位置決めすることができる。
【００４５】
本発明によれば、正極側押圧部材と負極側押圧部材とに所定の電圧を印加しながらＸ線測定を行うことにより、正極材及び負極材を実際に電池要素として機能させながら、Ｘ線測定を行うことができる。つまり、実際の使用状況下での測定、いわゆるin situ（イン・サイテュー）測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係るＸ線測定用電池構造体の一実施形態の分解斜視図である。
【図２】図１のＸ線測定用電池構造体を組立てた状態を示す斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に従った断面図である。
【図４】図３の矢印Ｂで示す部分の拡大図である。
【図５】図４の部分で力による締め付けを解除した状態を示す断面図である。
【図６】図３の構成の主要部であるネジ嵌合部分を示す断面図である。
【図７】正極材と負極材との重ね合わせ状態を説明するための図である。
【図８】本発明に係るＸ線測定用電池構造体を用いて行われるＸ線測定方法の例を示す図であり、（ａ）は透過型、（ｂ）は反射型のそれぞれの方法を示す図である。
【図９】本発明に係るＸ線測定用電池構造体の他の実施形態の分解斜視図である。
【図１０】本発明に係るＸ線測定用電池構造体の支持装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図１１】図１０の支持装置でＸ線測定用電池構造体を回転させた状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
（Ｘ線測定用電池構造体の第１の実施形態）
以下、本発明に係るＸ線測定用電池構造体を実施形態に基づいて説明する。なお、本発明がこの実施形態に限定されないことはもちろんである。また、これ以降の説明では図面を参照するが、その図面では特徴的な部分を分かり易く示すために実際のものとは異なった比率で構成要素を示す場合がある。
【００４８】
図１は、本発明に係るＸ線測定用電池構造体の一実施形態の分解斜視図である。図２は、その電池構造体を組立てた状態の斜視図である。図３は、図２のＡ−Ａ線に従った断面図である。図４は、図３に矢印Ｂで示す部分の拡大図である。
【００４９】
これらの図において、Ｘ線測定用電池構造体１は、電池要素２と、電池要素２をシール（すなわち遮蔽）すると共にＸ線の透過窓を構成する負極側シール部材３ａ及び正極側シール部材３ｂと、以上の各要素を挟持する負極側弾性部材４ａ及び正極側弾性部材４ｂと、以上の各要素を挟持する負極側カバー５ａ及び正極側カバー５ｂとを有している。負極側カバー５ａ及び正極側カバー５ｂは、それぞれ、本発明における負極側押圧部材及び正極側押圧部材として機能する。
【００５０】
電池要素２は、電界物質が含まれているセパレータ７の一方の面に正極材８を接触させて設け、反対側の面である他方の面に負極材９を接触させて設けることにより形成されている。Ｘ線を用いた測定は正極材８及び負極材９を測定対象として行われる。そして、正極側シール部材３ｂは正極材８に接触し、負極側シール部材３ａは負極材９に接触している。
【００５１】
負極側シール部材３ａ及び正極側シール部材３ｂが電池要素２をシールするというのは、各シール部材３ａ，３ｂが電池要素２の表面、すなわち正極材８の表面及び負極材９の表面に接触してそれらの表面が外部雰囲気と直接に接触することを防ぐこと、すなわち外部雰囲気との接触を遮蔽することである。
【００５２】
負極側カバー５ａと正極側カバー５ｂとの間にはスペーサ１１が設けられる。スペーサ１１には後述する軸部材１８の数分だけの貫通孔１９が設けられており、これらの孔１９に軸部材１８を通すことによりスペーサ１１が負極側カバー５ａの内面上に置かれている。
【００５３】
電池要素２を構成する正極材８、セパレータ７、負極材９の各要素、並びに電池要素２の外側に配置された負極側及び正極側の各シール部材３ａ，３ｂ、各弾性部材４ａ，４ｂ、各押圧部材５ａ，５ｂの各要素は、本実施形態では、概ね円形状の板やフィルムや膜として形成されている。
【００５４】
負極側シール部材３ａ及び正極側シール部材３ｂはＸ線を透過させることができる導電性の物質によって形成されている。このようなシール部材３ａ，３ｂは、例えば、Ｘ線を透過できる物質であるベリリウムに、導電性且つ耐食性を有する物質、例えばアルミニウムをコーティングした材料や、Ｘ線を透過できる物質である高分子プラスチックに、導電性且つ耐食性を有する物質、例えばアルミニウムをコーティングした材料によって形成できる。高分子プラスチックとして、例えばポリイミド樹脂であるカプトン（登録商標）を用いることができる。
【００５５】
アルミニウム等をコーティングすることにより、正極材８及び負極材９の性質が変化したときでも、ベリリウムや高分子プラスチック等によって形成されたシール部材３ａ及び３ｂが形状変化することを防止できる。
【００５６】
カプトン（登録商標）は、絶縁性、耐熱性、耐化学薬品性を有しているので、負極側シール部材３ａ及び正極側シール部材３ｂとして好適である。カプトン（登録商標）や高分子プラスチックは絶縁体であるが、これらにアルミニウム等といった導電性且つ耐食性を有する材料をコーティングすることにより、導電性を確保できる。
【００５７】
負極側シール部材３ａ及び正極側シール部材３ｂを、ベリリウムにアルミニウムをコーティングしたものや、高分子プラスチックにアルミニウムをコーティングしたもので形成することに代えて、アルミニウムそれ自体によって負極側及び正極側の各シール部材３ａ，３ｂを形成することもできる。このようにアルミニウムによってシール部材を形成することにより、Ｘ線を透過させたときのＸ線減衰量を十分に低く抑えることができ、Ｘ線を効率的に透過させることができる。
【００５８】
負極側弾性部材４ａ及び正極側弾性部材４ｂは、例えばゴムや、柔軟性を有したプラスチック等によって形成されている。負極側カバー５ａ及び正極側カバー５ｂは導電性の金属によって形成されている。
【００５９】
負極側カバー５ａの中心部には、Ｘ線を通過させるための部分であるＸ線用孔１３ａが開けられている。負極側カバー５ａの内面の孔１３ａの周囲には、環状の突起である導電用突起１５ａが設けられている。正極側カバー５ｂの中心部には、Ｘ線を通過させるための部分であるＸ線用孔１３ｂが開けられている。正極側カバー５ｂの内面の孔１３ｂの周囲に環状の突起である導電用突起１５ｂ（図３参照）が設けられている。
【００６０】
負極側カバー５ａの内面のうち導電用突起１５ａの周囲部分は凹部１６ａとなっており、この凹部１６ａは負極側弾性部材４ａを収容できる大きさになっている。同様に、正極側カバー５ｂの内面のうち導電用突起１５ｂの周囲部分は凹部１６ｂとなっており、この凹部１６ｂは正極側弾性部材４ｂを収容できる大きさになっている。
【００６１】
負極側カバー５ａの内面のうち凹部１６ａの外側の周囲は環状の平面部となっており、この平面部に複数（実施形態では４個）の軸部材１８が円周方向に等間隔で固定状態で設けられている。軸部材１８それ自身は導電性の金属によって形成されている。軸部材１８は、図６に示すように、絶縁性のブッシュ（すなわち、円筒管）２０を介して負極側カバー５ａに固定されている。固定は、例えば、接着、溶接等によって成されている。軸部材１８は負極側カバー５ａに固定されていなくても良い。軸部材１８は所定長さで負極側カバー５ａの面外方向（図６の上方向）へ突出しており、その先端部分は雄ネジ１８ａになっている。
【００６２】
正極側カバー５ｂの周縁部には軸部材１８の数分だけの軸用孔としての貫通孔２１が円周方向に等間隔で設けられている。これらの貫通孔２１は、図６に示すように、絶縁性のブッシュ２３によって形成されている。これらの孔２１に軸部材１８を通すことにより、正極側カバー５ｂを負極側カバー５ａに対向して配置することができる。そして、正極側カバー５ｂを貫通した軸部材１８の各先端部の雄ネジ１８ａに蝶ナット２２をネジ嵌合させることができる。蝶ナット２２の内部は貫通した雌ネジになっている。蝶ナット２２は手回し用の張出部である羽根部材２２ａを備えている。
【００６３】
蝶ナット２２は、一般に広く使用されている六角ナットあるいはその他の形状のナットとすることもできる。絶縁性のブッシュ２０及び２３を用いた上記の構成により、金属製の軸部材１８を用いた場合でも正極側カバー５ｂと負極側カバー５ａとの絶縁が確保されている。なお、絶縁を確保するために、軸部材１８それ自体を絶縁性を有する材料によって形成することもできる。
本実施形態において、軸部材１８と蝶ナット２２との組み合わせは、正極側及び負極側の各カバー５ｂ及び５ａを締め付けるための締付手段として機能する。
【００６４】
以上の構成より成るＸ線測定用電池構造体１を組み立てる際には、図１の各部品をグローブボックス内に置き、作業者はボックスの外側からグローブに手を入れる。グローブボックスの内部には不活性ガス、例えばアルゴンガスが充満されていて、電池要素２及びシール部材３ａ，３ｂが水分、酸素等に触れることを防止する。そして、負極側カバー５ａの内面の周辺部分にスペーサ１１を載せ、さらに、負極側カバー５ａの凹部１６ａ内に負極側弾性部材４ａを載せる。このとき、負極側弾性部材４ａの中央に設けられた取付用孔６ａに導電用突起１５ａが差し入れられる。
【００６５】
次に、作業者は、負極側弾性部材４ａの上に、負極側シール部材３ａ、負極材９、セパレータ７、正極材８、そして正極側弾性部材４ｂを順次に積み重ねる。正極材８と負極材９との順番を入れ替えても良い。但し、その場合には、負極側カバー５ａと正極側カバー５ｂとの電気的な極性も入れ替わる。その後、作業者は、正極側カバー５ｂの貫通孔２１に軸部材１８に差し入れることにより、正極側カバー５ｂを正極側弾性部材４ｂの上に載せる。この際、正極側弾性部材４ｂは図５に示すように、正極側カバー５ｂの内面の凹部１６ｂ内に収容される。そして、このとき、正極側弾性部材４ｂの中央に設けられた取付用孔６ｂに導電用突起１５ｂが差し入れられる（図３参照）。
【００６６】
図５から分かるように、負極側シール部材３ａ及び正極側シール部材３ｂの直径は、それぞれ、負極材９及び正極材８の直径と同じ又はそれ以上の径である。セパレータ７の直径は、電極８，９及びシール部材３ａ，３ｂのいずれよりも大きい。そして、負極材９の直径は正極材８の直径よりも大きくなっている。その理由は次の通りである。
【００６７】
一般に、リチウムイオン電池等といった電池においては、正極材８と負極材９との面積は同じであって、それらが平面視で正確に重なり合っていることが望まれる。その理由は、正極材８と負極材９とが重なり合う面積が製品ごとに異なると、電池の特性が製品ごとに不均一になってしまうからである。このことを防止するため、本実施形態では、図７（ａ），（ｂ）、（ｃ）に示すように、負極材９の直径を正極材８の直径よりも大きく設定している。そして、電池の製造に際しては、負極材９に対して正極材８を重ねる位置に多少のズレが生じても、正極材８と負極材９とが重なり合う面積を製品ごとで常に同じにできるようにしている。
【００６８】
図１において、正極側カバー５ｂを単に載せただけの状態では、図５に示すように、負極側弾性部材４ａと正極側弾性部材４ｂとは互いに離れており、両者の間には空間が存在している。また、負極側カバー５ａの環状の導電用突起１５ａの先端と負極側シール部材３ａとは互いに離れていて非接触状態にある。同様に、正極側カバー５ｂの環状の導電用突起１５ｂの先端と正極側シール部材３ｂとは互いに離れていて非接触状態にある。
【００６９】
その後、作業者は、図１において、各軸部材１８の先端の雄ネジ部分１８ａに雌ネジである蝶ナット２２をネジ込む。蝶ナット２２は、図３に示すように、負極側カバー５ａと正極側カバー５ｂとがスペーサ１１を両側から押し付け合う状態になるまでネジ込まれる。スペーサ１１を用いることなく、蝶ナット２２に対して何等かのストッパ手段を付設するようにしても良い。
【００７０】
蝶ナット２２を所定位置までネジ込んだ図３の状態では、図４に示すように、負極側弾性部材４ａと正極側弾性部材４ｂとがそれらの外周縁において互いに面接触し、同時にセパレータ７の外周縁の一部がそれらの弾性部材４ａ，４ｂによって挟み付けられる。また、負極側シール部材３ａ、電池要素２、正極側シール部材３ｂの積層ユニット部分が負極側弾性部材４ａと正極側弾性部材４ｂとによってしっかりと挟み付けられる。
【００７１】
以上により、電池要素２がＸ線測定用電池構造体１の中で位置ズレしないように、正確に位置決めされる。また、同時に、正極側シール部材３ｂ、セパレータ７及び負極側シール部材３ａから成る電池要素２が、正極側シール部材３ｂ、正極側弾性部材４ｂ、負極側弾性部材４ａ、及び負極側シール部材３ａによって密封された状態となる。この密封により、電池構造体１をグローブボックスの外部に出した場合でも、電池要素２が大気に触れることを防止できる。
【００７２】
また、図４に示す状態にセットされると、負極側カバー５ａの導電用突起１５ａの先端が負極側シール部材３ａに環状に接触し、同時に、正極側カバー５ｂの導電用突起１５ｂの先端が正極側シール部材３ｂに環状に接触する。これにより、正極材８が正極側シール部材３ｂを介して正極側カバー５ｂに電気的に導通し、負極材９が負極側シール部材３ａを介して負極側カバー５ａに電気的に導通する。その結果、負極側カバー５ａと正極側カバー５ｂとの間を抵抗を介して導通することにより、電極８，９間で放電を行うことができる。また、負極側カバー５ａと正極側カバー５ｂとの間に所望の電圧を印加することにより、電極８，９間で充電を行うことができる。
【００７３】
以上のようにしてＸ線測定用電池構造体１が組み立てられると、その電池構造体１は、例えば図８（ａ）に示す透過配置のＸ線測定装置２５の所定の試料設置位置に配置されたり、図８（ｂ）に示す反射配置のＸ線測定装置２６の所定の試料設置位置に配置された上で、Ｘ線測定を受ける。このＸ線測定により、正極材８及び負極材９の内部の結晶構造を知ることができる。
【００７４】
Ｘ線測定装置２５は、Ｘ線源２７とＸ線検出器２８とを電池構造体１を挟んで互いに対向するように配置する。Ｘ線源２７から発生したＸ線は、正極材８及び負極材９を透過する状態でそれらで回折し、その回折線がＸ線検出器２８によって検出される。Ｘ線は正極材８と負極材９の両方の回折像をＸ線検出器２８の検出面に形成するが、それらの回折角度はそれらの電極の性質に応じて異なっているので、それらの回折像を互いに区別して観察することは容易である。正極材８と負極材９とをＸ線に対して同じ位置に配置させるため、電池構造体１は任意の昇降移動装置によって矢印Ｃ−Ｃ’で示すように昇降移動できることが望ましい。
【００７５】
他方、図８（ｂ）のＸ線測定装置２６は、電池構造体１に対する同じ側にＸ線源２７とＸ線検出器２８とを有している。Ｘ線源２７から発生したＸ線は、正極材８及び負極材９を反射する状態でそれらで回折し、その回折線がＸ線検出器２８によって検出される。この装置においても、正極材８と負極材９とをＸ線に対して同じ位置に配置させるため、電池構造体１は任意の昇降移動装置によって矢印Ｃ−Ｃ’で示すように昇降移動できることが望ましい。
【００７６】
図８（ａ）及び図８（ｂ）では、Ｘ線源２７と電池構造体１との間（すなわちＸ線入射側）及び電池構造体１とＸ線検出器２８との間（すなわちＸ線受光側）に、測定の種類に応じて種々のＸ線光学要素、例えばスリット、モノクロメータ、コリメータ、アッテネータ等が設置されるが、図ではそれらを省略している。
【００７７】
以上のように、本実施形態においては、電池構造体１の構成要素を、ただ単に積み重ねた後で蝶ナット２２を締め付けるだけ、という極めて簡単な構造及び作業だけで電池構造体１を製造することができる。従って、作業者がグローブボックス内でグローブを手に装着した状態でも、正確な組立作業を行うことが可能となる。
【００７８】
また、電池要素２が弾性部材４ａ及び４ｂによってしっかりと挟持された状態において、それらの弾性部材４ａ及び４ｂよりも内側の領域で、導電用突起１５ａ，１５ｂが正極材８及び負極材９に環状領域で接触することにより電気的な導通が達成されているので、導通が安定しており、各電極８，９と外部電位との電気的な接続を安定的にとることができる。
【００７９】
一般にグローブボックスを用いた作業においては、透明な壁を隔てて、分厚い手袋を装着して作業が行われる。このため、作業性が悪い。これに対し、本実施形態のＸ線測定用電池構造体は、部品点数が少なく、構造が簡単であり、組み立て易いので、手袋を装着してグローブボックス内でその組立作業を行う場合でも、その組立作業を簡単且つ正確に行うことができる。
【００８０】
また、本実施形態のＸ線測定用電池構造体は、部品点数が少なく、各部品の構造自体も複雑でない簡易なものであるので、Ｘ線測定用電池構造体を安価に製造できる。
【００８１】
さらに、本実施形態のＸ線測定用電池構造体においては、カバー５ａ，５ｂの一方にネジ１８ａを備えた軸部材１８を複数本（例えば４本）立てておいて、それらの軸部材１８を基準として各要素部品を単純に積み上げるという作業だけで、電池構造体を簡単に組み立てることができる。
【００８２】
（Ｘ線測定用電池構造体の第２の実施形態）
図９（ａ）及び図９（ｂ）は、本発明に係るＸ線測定用電池構造体の他の実施形態を示している。図９（ａ）は略中央部分を切断した斜視図であり、図９（ｂ）は略中央部分を切断した断面図である。この実施形態において、図３に示した実施形態と同じ部材は同じ符号で示すことにして、その説明は省略する。
【００８３】
本実施形態のＸ線測定用電池構造体３１が図３のＸ線測定用電池構造体１と異なる点は、負極側押圧部材としての負極側カバー３５ａにおいて、Ｘ線を通過させる部分であるＸ線用孔１３ａから外周縁にかけての部分にテーパ４０ａ、すなわち傾斜が設けられ、さらに、正極側押圧部材としての正極側カバー３５ｂにおいて、Ｘ線を通過させる部分であるＸ線用孔１３ｂから外周縁にかけての部分にテーパ４０ｂ、すなわち傾斜が設けられていることである。
【００８４】
このように正極側及び負極側の各カバー３５ｂ，３５ａの外側の面にテーパ４０ｂ，４０ａを設けたことにより、測定対象である電池要素２内の正極材８又は負極材９（図４参照）に入射するＸ線Ｒ０の入射角度αを低角度に設定することができる。そして、これにより、低角度に関するＸ線測定データを得ることができる。
【００８５】
さらに、Ｘ線測定に際して電池要素２（すなわち、正極材８、セパレータ７及び負極材９）を面内回転（φ回転）させることにより、Ｘ線回折パターンの強度を平均化することができる。なお、面内回転とは、正極材８又は負極材９の自身の中心線（自身の平面に直交する方向に延びる中心線）を中心とした回転である。この面内回転は、通常は、Ｘ線測定用電池構造体３１の全体を回転させることによって実現する。但し、Ｘ線測定用電池構造体３１の内部にそのような回転駆動構造を設置できるのであれば、そのように構成しても良い。
【００８６】
（変形例）
以上に記載した実施形態では、正極側弾性部材４ｂと負極側弾性部材４ａとを互いに近づく方向へ押し付ける手段である弾性部材押圧手段が、１つの円盤状部材である正極側押圧部材５ｂと、同じく１つの円盤状部材である負極側押圧部材５ａと、先端部に雄ネジ１８ａを備えた軸部材１８と、その雄ネジ１８ａに嵌合する蝶ナット２２とによって構成されている。
【００８７】
しかしながら、弾性部材押圧手段は上記構成以外の適宜の構成とすることができる。例えば、押圧部材は１つの円盤状部材に限られず、１つの矩形状の板状部材であっても良い。また、押圧部材は１つの部材に限られず、Ｘ線を通過させる部分であるＸ線用孔１３ａ，１３ｂを中心とした円周方向に互いに間隔をあけて島状に配置された複数の部材とすることもできる。
【００８８】
また、以上の実施形態では、図１、図２及び図６に示すように、正極側押圧部材５ｂと負極側押圧部材５ａとを互いに近づく方向へ締め付けるための手段である締付手段が、軸部材１８とナット部材２２とによって構成されていた。しかしながら、締付手段は、ネジを用いないクランプ手段を用いることもできる。
【００８９】
（Ｘ線測定用電池構造体の支持装置の第１の実施形態）
図１０は、本発明に係るＸ線測定用電池構造体の支持装置の一実施形態を示している。この支持装置４１は、基台４２と、基台４２に支持された可動台４３と、可動台４３に支持された支持台４４とを有している。
【００９０】
基台４２はその内部に直線移動機構を有しており、可動台４３はその直線移動機構によって駆動されて矢印Ｄ−Ｄ’で示すように往復直線移動する。可動台４３はその内部に２次元平行移動機構を有しており、支持台４４はその平行移動機構によって駆動されて、矢印Ｅ−Ｅ’で示すように往復直線進退移動し、且つ矢印Ｆ−Ｆ’で示すように往復直線昇降移動する。以上のＤ−Ｄ’方向、Ｅ−Ｅ’方向及びＦ−Ｆ’方向の３つの往復直線移動により、支持台４４はＸＹＺの直交３軸方向へ独自に平行移動できる。
【００９１】
支持台４４は、互いに間隔をおいて対向して設けられた一対のブラケット４６ａ，４６ｂを有している。ブラケット４６ａ，４６ｂの上端部には、断面コ字形状の支持片４７ａ，４７ｂが設けられている。支持片４７ａ，４７ｂは、それぞれ、ブラケット４６ａ，４６ｂに対して電気的に絶縁されている。支持片４７ａ，４７ｂは、両者を結ぶ線Ｘ０を中心として回転可能である。線Ｘ０は、本実施形態では、水平線である。支持片４７ａ及び４７ｂの少なくとも一方には回転駆動装置が付設されている。この回転駆動装置は支持片４７ａ，４７ｂを線Ｘ０を中心として回転させる。
【００９２】
支持片４７ａ，４７ｂは断面コ字形状の部分においてＸ線測定用電池構造体１の周辺部分、すなわち正極側カバー５ｂ及び負極側カバー５ａの周縁部を挟持できるようになっている。そして、支持片４７ａ，４７ｂがこのようにカバー５ａ，５ｂを挟持した状態で、Ｘ線測定用電池構造体１が支持台４４によって支持されている。支持片４７ａ，４７ｂが駆動装置によって駆動されて線Ｘ０を中心として回転するとき、支持片４７ａ，４７ｂによって支持されたＸ線測定用電池構造体１も一体的に線Ｘ０を中心として回転する。
【００９３】
支持片４７ａ，４７ｂによって規定される回転中心線Ｘ０は、Ｘ線測定用電池構造体１をそれらの支持片４７ａ，４７ｂに取り付けた状態で、図３におけるＸ線測定用電池構造体１の構成要素である電池要素２内のセパレータ７（図４参照）の面平行方向（セパレータ７の厚さ方向と直交する方向／図４の左右方向）の中心線Ｘ１に一致する。従って、支持片４７ａ及び４７ｂの少なくとも一方が駆動されて回転するとき、Ｘ線測定用電池構造体１はセパレータ７の中心線Ｘ１を中心として矢印Ｇ−Ｇ’に示すように回転する。以下、この回転を面直角方向回転ということがある。
【００９４】
図１０は、Ｘ線測定用電池構造１が水平状態に置かれている状態である。図１１は、Ｘ線測定用電池構造体１が支持片４７ａ，４７ｂと共に面直角方向へ角度９０°だけ回転した状態を示しており、Ｘ線測定用電池構造体１が垂直状態に置かれている状態である。
【００９５】
なお、直交３軸方向ＸＹＺへの平行移動機構は図１０に示した構成以外の任意の機構を採用することもできる。また、Ｘ線測定用電池構造体１を面直角方向へ回転させる構成も、図１０に示したような支持片４７ａ，４７ｂを回転（自転）させる構成以外の任意の構成を採用できる。
【００９６】
また、Ｘ線測定用電池構造体１の内部の電池要素２（図１、図４等参照）を面内回転させたい場合には、そのための構成を図１０の支持装置４１に追加的に設けることもできる。そのような面内回転のための構成は、例えば、支持片４７ａ，４７ｂをそれらを結ぶ線分の中心においてその線分に直交する直線（原理的には電池要素２の中心を通る直線）を中心として旋回移動させることにより実現できる。
【００９７】
以下、図１０及び図１１に示す支持装置４１を用いて具体的に行われる測定方法について説明する。
（第１の測定方法）
この測定方法は、図１０に示す状態で透過法測定を行い、図１１に示す状態で反射法測定を行う方法である。ゴニオメータ（測角器／図示せず）を可動台４３の電池構造体１の反対側にアタッチメントとして固定し、正極材８又は負極材９の測定面が中心となるように配置する。
【００９８】
Ｘ線管（図示せず）を電池構造体１のＸ線用孔６ａ，６ｂ，１３ａ，１３ｂ（図１参照）の測定面よりＦ’方向に配置し、他方、Ｘ線検出器（図示せず）をＸ線管とは反対側の電池構造体１のＸ線用孔の測定面よりＦ方向に配置する。その場合、Ｘ線検出器は支持台４４の下側に置かれることになるので、支持台４４には予めＸ線通過用の孔を開けておく。この配置により、図１０に示す状態で透過法測定を行うことができる。
【００９９】
次に、手動又はモータによって支持片４７ａ，４７ｂを回転（自転）させて、電池構造体１を角度９０°回転させることにより、電池構造体１を図１１に示すような直立状態にする。その上で、ゴニオメータによってＸ線管とＸ線検出器とを電池構造体１に対してθ−２θの角度になるように駆動させることにより、反射法測定を行うことができる。
【０１００】
その後、手動又はモータによって支持片４７ａ，４７ｂを回転（自転）させて電池構造体１をさらに角度１８０°回転させることにより、反対側の電極材についての反射測定を行うことができる。
【０１０１】
（第２の測定方法）
この測定方法は、図１０に示す状態で反射法測定を行い、図１１に示す状態で透過法測定を行う方法である。ゴニオメータ（図示せず）を可動台４３の電池構造体１の反対側にアタッチメントとして固定し、正極材８又は負極材９の測定面が中心となるように配置する。
【０１０２】
次に、手動又はモータによって支持片４７ａ，４７ｂを回転（自転）させて、電池構造体１を角度９０°回転させることにより、電池構造体１を図１１に示すような直立状態にする。その上で、Ｘ線管を電池構造体１のＸ線用孔の測定面よりＤ’方向に配置し、他方、Ｘ線検出器をＸ線管と反対側の電池構造体１のＸ線用孔の測定面よりＤ方向に配置する。この配置により、図１１の状態で透過法測定を行うことができる。
【０１０３】
次に、手動又はモータによって支持片４７ａ，４７ｂを回転（自転）させて、電池構造体１を図１０に示す水平状態に戻す。そして、ゴニオメータによってＸ線管とＸ線検出器とが電池構造体１に対してθ−２θの角度になるように駆動させることにより、反射法測定を行うことができる。
【０１０４】
その後、手動又はモータによって支持片４７ａ，４７ｂを回転（自転）させて電池構造体１をさらに角度１８０°回転させることにより、反対側の電極材についての反射測定を行うことができる。
【０１０５】
（その他の実施形態）
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものでなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変できる。
例えば、上記実施形態では電池構造体１の各構成要素を略円形状に形成したが、これらを四角形状あるいはその他の任意の形状に形成することもできる。
【０１０６】
上記実施形態では、軸部材１８と蝶ナット２２との組み合わせによって締付手段を構成したが、その他の任意の構成によって正極側及び負極側の各押圧部材５ｂ，５ａを締め付けることもできる。また、蝶ナット２２をその他任意の形状のナットとすることもできる。
【符号の説明】
【０１０７】
１．Ｘ線測定用電池構造体、 ２．電池要素、 ３ａ．負極側シール部材、 ３ｂ．正極側シール部材、 ４ａ．負極側弾性部材、 ４ｂ．正極側弾性部材、 ５ａ．負極側カバー（負極側押圧部材）、 ５ｂ．正極側カバー（正極側押圧部材）、 ７．セパレータ、 ８．正極材、 ９．負極材、 １１．スペーサ、 １３ａ，１３ｂ．Ｘ線用孔（Ｘ線を通過させる部分）、 １５ａ，１５ｂ．導電用突起、 １６ａ，１６ｂ．凹部、 １８．軸部材（締付部材）、 １８ａ．雄ネジ（締付部材）、 １９．貫通孔、 ２０．ブッシュ、 ２１．貫通孔（軸用孔）、 ２２．蝶ナット（締付部材）、 ２２ａ.羽根部材、 ２３．ブッシュ、 ２５．Ｘ線測定装置、 ２６．Ｘ線測定装置、 ２７．Ｘ線源、 ２８．Ｘ線検出器、 ３１．Ｘ線測定用電池構造体、 ３５ａ．負極側カバー（負極側押圧部材）、 ３５ｂ．正極側カバー（正極側押圧部材）、 ４０ａ，４０ｂ．テーパ、 ４１．支持装置、 ４２．基台、 ４３．可動台、 ４４．支持台、 ４６ａ，４６ｂ．ブラケット、 ４７ａ，４７ｂ．支持片、
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解物質を含んだセパレータの表裏に正極材と負極材とを配置して成る電池要素を含む構造体であって、Ｘ線測定に適用可能な電池構造体に関する。また、本発明は、そのＸ線測定用電池構造体を支持するための支持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電解物質を挟んで正極材と負極材（以下、これらをまとめて電極又は電極材と呼ぶことがある）とを互いに対向配置させて成る電池要素を含む構造体は周知である。この電池構造体において、電極としてどのような材料を使用するかは、電池要素の特性を決定する上で極めて重要なことである。例えば、電池要素に対して充放電をくり返して行うと電極が劣化するが、その劣化特性は電極材料に応じて変化する。また、電池要素の寿命も電極材料に応じて変化する。
【０００３】
このように、電極材料の特性を検討することは非常に重要なことであるが、特に、正電極と負電極とに電圧を印加した状態で各電極がどのような構造変化を呈するかを知ることが重要である。
【０００４】
従来、Ｘ線窓を１つだけ備えた構造の電池構造体があった。この電池構造体では、１つの電極材がそのＸ線窓に密着して配置されていた。この電極材は、Ｘ線窓の反対側にある部材によってそのＸ線窓へ押し付けられる構造となっていた。
【０００５】
また、従来、電池要素の電極材料の内部の結晶構造の状態を検出する手段として、Ｘ線測定を利用することが知られている。例えば、特許文献１によれば、電解液を挟んで正極活物質と負極活物質（それぞれ、本発明の正極材及び負極材に相当）とを配置して、それらの内部構造の変化をＸ線測定によって検出する構成の電池構造体が知られている。
【０００６】
また、従来、特許文献２によれば、電解物質を含んだセパレータの表裏に正極材と負極材とを互いに対向して配置させて成る蓄電池（本明細書における電池要素に相当）を、槽頂部の部材と槽底部の部材との間に形成される空間内に設けて成る電池構造体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−０５４８０９号公報（第３〜５頁、図１〜３）
【特許文献２】特表平１０−５０２７４０号公報（第９〜１４頁、図２〜４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
Ｘ線窓を１つだけ備えた構造の従来の電池構造体においては、窓側の試料だけしか測定できず、試料の検査面を変更する場合には、一旦、電池構造体を分解し、検査面を変更した後に電池構造体を組立て直す必要があった。この作業は非常に煩わしかった。また、この従来の電池構造体は部品点数が非常に多く、構造が複雑であった。
【０００９】
特許文献１に開示された従来の電池構造体においては、試料を交換するたびに電解液をいちいち排出及び充填しなければならず、作業が非常に面倒であった。
【００１０】
正極材、電解物質及び負極材を有する電池構造体は、一般に、水分を嫌い、酸素を嫌う性質を有している。例えば、電解物質であるリチウムが不用意に水や空気に触れると内容物の膨張や熱暴走、爆発の原因となる。このため、製品としての電池構造体やＸ線測定用の電池構造体を組み立てる作業は、アルゴン等といった不活性ガスを充満させた作業室内、例えばグローブボックス内で行われることが多い。具体的には、作業者がドライバ等といった工具を使用して試料セル、すなわち電池構造体をネジ止めして、内部を気密にするといった作業を行っていた。
【００１１】
作業者は、一般に、グローブボックス内で手にグローブを着けて電池構造体の組立作業を行う。グローブを付けての作業は非常に行い難い作業であり、細かな作業が困難である。部品点数が多かったり複雑な構造の部品があったりすると組立てが困難である。ネジ止めや組立てが不十分なために気密性が不十分になって液漏れ等の問題が生じることが多い。
【００１２】
特許文献１及び特許文献２に開示された電池構造体は細かな部品を用いた複雑な構造であるため、作業者がグローブを着けて組み立て作業を行うことは極めて困難であった。特に、ドライバ等といった工具を用いた作業が必要であり、そのような作業が難しかった。また、正極及び負極といった電極と外部電位とを電気的に接続させるための構成が不安定になり易いという問題があった。
【００１３】
また、特許文献１に開示された電池構造体においては、次のような問題がある。すなわち、複数のボルトやＯ（オー）リングを使用して複数個所の気密を保持するため、組立作業の工程が多くなる。この組立作業をグローブボックス内で行うのは大変困難である。さらに複数の箇所を気密保持しないといけないので、１箇所でもＯリングの配置が不十分であったり、ボルトの締付けが不十分であると気密性に問題が生じ、電極材が大気にさらされたり、内部に溜めた電解液が漏れたりする。また、正極のみを測定する構造であり、正極及び負極の両極を測定できる構造ではない、という問題もある。
【００１４】
また、特許文献２に開示された電池構造体においては、例えば特許文献２の図１０及び図３から理解されるように、正極材とベリリウムウインドウ及び負極材とベリリウムウインドウは、それぞれ、空間を開けて配置されており、そのため、正極材、負極材、ベリリウムウインドウのそれぞれを保持する何等かの部材が個別に必要であった。このため、特許文献２に開示された電池構造体においては、グローブボックス内で組立て作業をするという前提の下では部品点数が多く、その組立て作業が困難である。また、特許文献２に示された電池構造体においては、蓄電池を加熱して結合させてから組立てるという作業が行われるので手間がかかる。
【００１５】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、部品点数が少なくて構造が簡単であり、グローブを着けての作業も行い易く、電極と外部電位との電気的な接続を安定的にとることができる電池構造体及びその支持装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係るＸ線測定用電池構造体は、（１）電界物質が含まれているセパレータと、（２）前記セパレータの一方の面の側に配置された正極材と、前記セパレータの他方の面の側に配置された負極材と、（３）前記正極材に接触している正極側シール部材と、前記負極材に接触している負極側シール部材と、（４）前記正極側シール部材に接触して弾性力を付与する正極側弾性部材と、前記負極側シール部材に接触して弾性力を付与する負極側弾性部材と、（５）前記正極側弾性部材と前記負極側弾性部材とを互いに近づく方向へ押し付ける弾性部材押圧手段とを有しており、（６）前記正極側シール部材及び前記負極側シール部材は前記電界物質に対する耐食性を有しており、（７）前記正極側シール部材、前記負極側シール部材、前記正極側弾性部材及び前記負極側弾性部材はＸ線を通過させる部分を有しており、（８）前記弾性部材押圧手段はＸ線経路を妨げないことを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、正極材、セパレータ及び負極材から成る電池要素を、正極側シール部材と負極側シール部材とによって直接に保持することにした。従って、電池要素をしっかりと保持でき、構造が簡単であり、しかも電池構造体の全体的な形状を小型で薄く形成できる。また、シール部材によって電池要素を直接に保持できれば、電極材を保持するための専用の部材が不要になるので部品点数を減らすことができる。部品点数が少ないので安価であり、しかも組み立てが容易である。
【００１８】
電池要素を正極側シール部材及び負極側シール部材によって直接に保持しているが、これらのシール部材は電界物質に対する耐食性を有しているので、正極材及び／又は負極材の性質が変化した場合でも、シール部材の形状がそれに連れて変化することを防止できる。これにより、正極材及び負極材を常に安定して保持できる。
【００１９】
本発明によれば、正極材、セパレータ及び負極材から成る電池要素、及びそれを覆う正極側及び負極側の各シール部材を、正極側及び負極側の各弾性部材によって挟持することにしたので、電池要素及び各シール部材に圧力を均一に加えることができ、そのため、内容物である電池要素の気密性を安定的に確保できる。
【００２０】
また、内容物である電池要素に圧力を均一に加えることができるので、正極側及び負極側の各押圧部材を強く締め付けるまでも無く、軽い締め付け力だけで内容物の気密性を確保できる。そのため、締付手段としてネジ締め工具であるドライバ等を用いて強固な締付を行う必要が無く、手作業での軽いネジ締めによっても、内容物の気密性を確保できる。
【００２１】
本発明によれば、セパレータ、正極材、負極材、正極側及び負極側の各シール部材、正極側及び負極側の各弾性部材、そして、正極側及び負極側の各押圧部材を、順次に積み重ねた後、それらを弾性部材押圧手段によって挟み付けるだけという、至って簡単な構造及び作業だけで電池構造体を製造することができる。従って、作業者がグローブボックス内でグローブを手に装着した状態でも、正確な組立作業を行うことが可能である。
【００２２】
本発明によれば、セパレータ、正極材、負極材、正極側及び負極側の各シール部材、そして正極側及び負極側の各弾性部材を積み重ねるだけで良いので、これらの各要素の位置合わせを容易に行うことができる。
【００２３】
本発明によれば、内部構造が非常に簡単であるので、試料面（すなわち、正極材の表面及び負極材の表面）の位置を精度良く位置決めすることができる。
【００２４】
本発明によれば、正極側押圧部材と負極側押圧部材とに所定の電圧を印加しながらＸ線測定を行うことにより、正極材及び負極材を実際に電池要素として機能させながら、Ｘ線測定を行うことができる。つまり、実際の使用状況下での測定、いわゆるin situ（イン・サイテュー）測定を行うことができる。
【００２５】
本発明において、前記弾性部材押圧手段は、前記正極側シール部材と前記負極側シール部材と前記正極側弾性部材と前記負極側弾性部材とによって前記正極材、前記セパレータ及び前記負極材を外部から密封する状態となるまで、前記正極側弾性部材と前記負極側弾性部材とを押し付けることができるように構成できる。
【００２６】
本発明において、前記正極側シール部材及び前記負極側シール部材の少なくとも一方は、導電性を有し且つ前記電界物質に対する耐食性を有した材料をベリリウムにコーティングして成る材料によって形成することができる。導電性且つ耐食性を有する材料は、例えばアルミニウムである。この構成により、正極材及び／又は負極材の性質が変化したときに、シール部材の形状がそれに連れて変化することを防止できる。
【００２７】
本発明において、前記正極側シール部材及び前記負極側シール部材の少なくとも一方は、導電性を有し且つ前記電界物質に対する耐食性を有した材料を高分子プラスチックにコーティングして成る材料によって形成することができる。高分子プラスチックは、例えば、ポリイミド樹脂であるカプトン（登録商標）を用いることができる。この構成により、正極材及び／又は負極材の性質が変化したときに、シール部材の形状がそれに連れて変化することを防止できる。
【００２８】
本発明において、前記正極側シール部材及び前記負極側シール部材の少なくとも一方は、アルミニウムによって形成することができる。つまり、正極側シール部材及び負極側シール部材を、ベリリウムにアルミニウムをコーティングしたものや、高分子プラスチックにアルミニウムをコーティングしたものに代えて、アルミニウムそれ自体によって形成することもできる。このようにアルミニウムを用いることにより、Ｘ線を透過させたときのＸ線減衰量を十分に低く抑えることができ、Ｘ線を効率的に透過させることができる。
【００２９】
本発明において、前記正極側シール部材及び前記負極側シール部材は導電性を有し、前記正極側弾性部材及び前記負極側弾性部材は絶縁性を有し、前記正極側押圧部材及び前記負極側押圧部材は導電性を有し、前記正極側押圧部材の一部と前記正極側シール部材の一部とが接触し、さらに、前記負極側押圧部材の一部と前記負極側シール部材の一部とが接触するように構成することができる。
この構成により、Ｘ線測定用電池構造体の外側に位置する部品である押圧部材を正極材と負極材とに電圧を印加するための入力端子として使うことが可能となり、その結果、電蓄構造体の電気的な接続構造を極めて簡単にでき、小型にでき、扱い易くすることができる。
【００３０】
本発明において、前記弾性部材押圧手段は、前記正極側弾性部材を押し付ける正極側押圧部材と、前記負極側弾性部材を押し付ける部材であって前記正極側押圧部材とは別部材である負極側押圧部材と、前記正極側押圧部材と前記負極側押圧部材とを互いに近づく方向へ締め付ける締付手段とを有することができる。前記締付手段によって前記正極側押圧部材と前記負極側押圧部材とを締め付けたとき、前記正極側押圧部材の一部と前記正極側シール部材の一部とが接触し、さらに、前記負極側押圧部材の一部と前記負極側シール部材の一部とが接触するように構成することができる。
締付手段は、例えば雄ネジを備えた軸部材とその雄ネジに噛み合う蝶ナットとの組み合わせである。
【００３１】
本発明において、前記締付手段は、前記正極側押圧部材及び前記負極側押圧部材の一方に設けられた軸部材と、前記正極側押圧部材及び前記負極側押圧部材の他方に設けられており前記軸部材を通すことができる軸用孔とを有することができ、前記軸部材を用いて前記正極側押圧部材と前記負極側押圧部材とを互いに近づく方向へ締め付けるように構成できる。
【００３２】
本発明において、前記締付手段は、前記軸部材の先端部に設けられた雄ネジと、その雄ネジに嵌合する雌ネジ部材とを有することができ、前記雌ネジを締め付けることにより前記正極側押圧部材と前記負極側押圧部材とを互いに近づく方向へ締め付けることができる。前記雌ネジ部材は、手回し用の羽根部材を備えた蝶ナットとすることができる。
【００３３】
本発明において、前記軸用孔の縁部分及び前記軸部材の少なくとも一方は絶縁性を有することができる。
【００３４】
本発明において、前記正極側押圧部材及び前記負極側押圧部材は前記セパレータよりも広い面積の部材とすることができ、前記正極側押圧部材及び前記負極側押圧部材はそれぞれが自身の中央部分に前記Ｘ線を通過させる部分を有することができ、前記正極側押圧部材及び前記負極側押圧部材の少なくとも１つにおいて前記Ｘ線を通過させる部分から外周縁にかけてテーパを設けることができる。この構成により、低角度の反射測定を行うことが可能となる。
【００３５】
次に、本発明に係るＸ線測定用電池構造体の支持装置は、上記した各構成のＸ線測定用電池構造体のうちの前記セパレータよりも正極側にある部材（例えば正極側押圧部材）と、前記セパレータよりも負極側にある部材（例えば負極側押圧部材）とを挟持して前記Ｘ線測定用構造体を保持することを特徴とする。
【００３６】
本発明に係るＸ線測定用電池構造体の支持装置は、前記Ｘ線測定用電池構造体を直交３軸方向へ独自に平行移動させる平行移動手段を有することができる。
【００３７】
本発明に係るＸ線測定用電池構造体の支持装置は、前記Ｘ線測定用電池構造体を、当該Ｘ線測定用電池構造体内のセパレータの面平行方向に延びる中心線の周りに回転させる回転移動手段を有することができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、正極材、セパレータ及び負極材から成る電池要素を、正極側シール部材と負極側シール部材とによって直接に保持することにした。従って、電池要素をしっかりと保持でき、構造が簡単であり、しかも電池構造体の全体的な形状を小型で薄く形成できる。また、シール部材によって電池要素を直接に保持できれば、電極材を保持するための専用の部材が不要になるので部品点数を減らすことができる。部品点数が少ないので安価であり、しかも組み立てが容易である。
【００３９】
電池要素を正極側シール部材及び負極側シール部材によって直接に保持しているが、これらのシール部材は電界物質に対する耐食性を有しているので、正極材及び／又は負極材の性質が変化した場合でも、シール部材の形状がそれに連れて変化することを防止できる。これにより、正極材及び負極材を常に安定して保持できる。
【００４０】
本発明によれば、正極材、セパレータ及び負極材から成る電池要素、及びそれを覆う正極側及び負極側の各シール部材を、正極側及び負極側の各弾性部材によって挟持することにしたので、電池要素及び各シール部材に圧力を均一に加えることができ、そのため、内容物である電池要素の気密性を安定的に確保できる。
【００４１】
また、内容物に圧力を均一に加えることができるので、正極側及び負極側の各押圧部材を強く締め付けるまでも無く、軽い締め付け力だけで内容物の気密性を確保できる。そのため、締付手段としてネジ締め工具であるドライバ等を用いて強固な締付を行う必要が無く、手作業での軽いネジ締めによっても、内容物の気密性を確保できる。
【００４２】
本発明によれば、セパレータ、正極材、負極材、正極側及び負極側の各シール部材、正極側及び負極側の各弾性部材、そして、正極側及び負極側の各押圧部材を、順次に積み重ねた後、それらを弾性部材押圧手段によって挟み付けるだけという、至って簡単な構造及び作業だけで電池構造体を製造することができる。従って、作業者がグローブボックス内でグローブを手に装着した状態でも、正確な組立作業を行うことが可能である。
【００４３】
本発明によれば、セパレータ、正極材、負極材、正極側及び負極側の各シール部材、そして正極側及び負極側の各弾性部材を積み重ねるだけで良いので、これらの各要素の位置合わせを容易に行うことができる。
【００４４】
本発明によれば、内部構造が非常に簡単であるので、試料面（すなわち、正極材の表面及び負極材の表面）の位置を精度良く位置決めすることができる。
【００４５】
本発明によれば、正極側押圧部材と負極側押圧部材とに所定の電圧を印加しながらＸ線測定を行うことにより、正極材及び負極材を実際に電池要素として機能させながら、Ｘ線測定を行うことができる。つまり、実際の使用状況下での測定、いわゆるin situ（イン・サイテュー）測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係るＸ線測定用電池構造体の一実施形態の分解斜視図である。
【図２】図１のＸ線測定用電池構造体を組立てた状態を示す斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に従った断面図である。
【図４】図３の矢印Ｂで示す部分の拡大図である。
【図５】図４の部分で力による締め付けを解除した状態を示す断面図である。
【図６】図３の構成の主要部であるネジ嵌合部分を示す断面図である。
【図７】正極材と負極材との重ね合わせ状態を説明するための図である。
【図８】本発明に係るＸ線測定用電池構造体を用いて行われるＸ線測定方法の例を示す図であり、（ａ）は透過型、（ｂ）は反射型のそれぞれの方法を示す図である。
【図９】本発明に係るＸ線測定用電池構造体の他の実施形態の分解斜視図である。
【図１０】本発明に係るＸ線測定用電池構造体の支持装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図１１】図１０の支持装置でＸ線測定用電池構造体を回転させた状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
（Ｘ線測定用電池構造体の第１の実施形態）
以下、本発明に係るＸ線測定用電池構造体を実施形態に基づいて説明する。なお、本発明がこの実施形態に限定されないことはもちろんである。また、これ以降の説明では図面を参照するが、その図面では特徴的な部分を分かり易く示すために実際のものとは異なった比率で構成要素を示す場合がある。
【００４８】
図１は、本発明に係るＸ線測定用電池構造体の一実施形態の分解斜視図である。図２は、その電池構造体を組立てた状態の斜視図である。図３は、図２のＡ−Ａ線に従った断面図である。図４は、図３に矢印Ｂで示す部分の拡大図である。
【００４９】
これらの図において、Ｘ線測定用電池構造体１は、電池要素２と、電池要素２をシール（すなわち遮蔽）すると共にＸ線の透過窓を構成する負極側シール部材３ａ及び正極側シール部材３ｂと、以上の各要素を挟持する負極側弾性部材４ａ及び正極側弾性部材４ｂと、以上の各要素を挟持する負極側カバー５ａ及び正極側カバー５ｂとを有している。負極側カバー５ａ及び正極側カバー５ｂは、それぞれ、本発明における負極側押圧部材及び正極側押圧部材として機能する。
【００５０】
電池要素２は、電界物質が含まれているセパレータ７の一方の面に正極材８を接触させて設け、反対側の面である他方の面に負極材９を接触させて設けることにより形成されている。Ｘ線を用いた測定は正極材８及び負極材９を測定対象として行われる。そして、正極側シール部材３ｂは正極材８に接触し、負極側シール部材３ａは負極材９に接触している。
【００５１】
負極側シール部材３ａ及び正極側シール部材３ｂが電池要素２をシールするというのは、各シール部材３ａ，３ｂが電池要素２の表面、すなわち正極材８の表面及び負極材９の表面に接触してそれらの表面が外部雰囲気と直接に接触することを防ぐこと、すなわち外部雰囲気との接触を遮蔽することである。
【００５２】
負極側カバー５ａと正極側カバー５ｂとの間にはスペーサ１１が設けられる。スペーサ１１には後述する軸部材１８の数分だけの貫通孔１９が設けられており、これらの孔１９に軸部材１８を通すことによりスペーサ１１が負極側カバー５ａの内面上に置かれている。
【００５３】
電池要素２を構成する正極材８、セパレータ７、負極材９の各要素、並びに電池要素２の外側に配置された負極側及び正極側の各シール部材３ａ，３ｂ、各弾性部材４ａ，４ｂ、各押圧部材５ａ，５ｂの各要素は、本実施形態では、概ね円形状の板やフィルムや膜として形成されている。
【００５４】
負極側シール部材３ａ及び正極側シール部材３ｂはＸ線を透過させることができる導電性の物質によって形成されている。このようなシール部材３ａ，３ｂは、例えば、Ｘ線を透過できる物質であるベリリウムに、導電性且つ耐食性を有する物質、例えばアルミニウムをコーティングした材料や、Ｘ線を透過できる物質である高分子プラスチックに、導電性且つ耐食性を有する物質、例えばアルミニウムをコーティングした材料によって形成できる。高分子プラスチックとして、例えばポリイミド樹脂であるカプトン（登録商標）を用いることができる。
【００５５】
アルミニウム等をコーティングすることにより、正極材８及び負極材９の性質が変化したときでも、ベリリウムや高分子プラスチック等によって形成されたシール部材３ａ及び３ｂが形状変化することを防止できる。
【００５６】
カプトン（登録商標）は、絶縁性、耐熱性、耐化学薬品性を有しているので、負極側シール部材３ａ及び正極側シール部材３ｂとして好適である。カプトン（登録商標）や高分子プラスチックは絶縁体であるが、これらにアルミニウム等といった導電性且つ耐食性を有する材料をコーティングすることにより、導電性を確保できる。
【００５７】
負極側シール部材３ａ及び正極側シール部材３ｂを、ベリリウムにアルミニウムをコーティングしたものや、高分子プラスチックにアルミニウムをコーティングしたもので形成することに代えて、アルミニウムそれ自体によって負極側及び正極側の各シール部材３ａ，３ｂを形成することもできる。このようにアルミニウムによってシール部材を形成することにより、Ｘ線を透過させたときのＸ線減衰量を十分に低く抑えることができ、Ｘ線を効率的に透過させることができる。
【００５８】
負極側弾性部材４ａ及び正極側弾性部材４ｂは、例えばゴムや、柔軟性を有したプラスチック等によって形成されている。負極側カバー５ａ及び正極側カバー５ｂは導電性の金属によって形成されている。
【００５９】
負極側カバー５ａの中心部には、Ｘ線を通過させるための部分であるＸ線用孔１３ａが開けられている。負極側カバー５ａの内面の孔１３ａの周囲には、環状の突起である導電用突起１５ａが設けられている。正極側カバー５ｂの中心部には、Ｘ線を通過させるための部分であるＸ線用孔１３ｂが開けられている。正極側カバー５ｂの内面の孔１３ｂの周囲に環状の突起である導電用突起１５ｂ（図３参照）が設けられている。
【００６０】
負極側カバー５ａの内面のうち導電用突起１５ａの周囲部分は凹部１６ａとなっており、この凹部１６ａは負極側弾性部材４ａを収容できる大きさになっている。同様に、正極側カバー５ｂの内面のうち導電用突起１５ｂの周囲部分は凹部１６ｂとなっており、この凹部１６ｂは正極側弾性部材４ｂを収容できる大きさになっている。
【００６１】
負極側カバー５ａの内面のうち凹部１６ａの外側の周囲は環状の平面部となっており、この平面部に複数（実施形態では４個）の軸部材１８が円周方向に等間隔で固定状態で設けられている。軸部材１８それ自身は導電性の金属によって形成されている。軸部材１８は、図６に示すように、絶縁性のブッシュ（すなわち、円筒管）２０を介して負極側カバー５ａに固定されている。固定は、例えば、接着、溶接等によって成されている。軸部材１８は負極側カバー５ａに固定されていなくても良い。軸部材１８は所定長さで負極側カバー５ａの面外方向（図６の上方向）へ突出しており、その先端部分は雄ネジ１８ａになっている。
【００６２】
正極側カバー５ｂの周縁部には軸部材１８の数分だけの軸用孔としての貫通孔２１が円周方向に等間隔で設けられている。これらの貫通孔２１は、図６に示すように、絶縁性のブッシュ２３によって形成されている。これらの孔２１に軸部材１８を通すことにより、正極側カバー５ｂを負極側カバー５ａに対向して配置することができる。そして、正極側カバー５ｂを貫通した軸部材１８の各先端部の雄ネジ１８ａに蝶ナット２２をネジ嵌合させることができる。蝶ナット２２の内部は貫通した雌ネジになっている。蝶ナット２２は手回し用の張出部である羽根部材２２ａを備えている。
【００６３】
蝶ナット２２は、一般に広く使用されている六角ナットあるいはその他の形状のナットとすることもできる。絶縁性のブッシュ２０及び２３を用いた上記の構成により、金属製の軸部材１８を用いた場合でも正極側カバー５ｂと負極側カバー５ａとの絶縁が確保されている。なお、絶縁を確保するために、軸部材１８それ自体を絶縁性を有する材料によって形成することもできる。
本実施形態において、軸部材１８と蝶ナット２２との組み合わせは、正極側及び負極側の各カバー５ｂ及び５ａを締め付けるための締付手段として機能する。
【００６４】
以上の構成より成るＸ線測定用電池構造体１を組み立てる際には、図１の各部品をグローブボックス内に置き、作業者はボックスの外側からグローブに手を入れる。グローブボックスの内部には不活性ガス、例えばアルゴンガスが充満されていて、電池要素２及びシール部材３ａ，３ｂが水分、酸素等に触れることを防止する。そして、負極側カバー５ａの内面の周辺部分にスペーサ１１を載せ、さらに、負極側カバー５ａの凹部１６ａ内に負極側弾性部材４ａを載せる。このとき、負極側弾性部材４ａの中央に設けられた取付用孔６ａに導電用突起１５ａが差し入れられる。
【００６５】
次に、作業者は、負極側弾性部材４ａの上に、負極側シール部材３ａ、負極材９、セパレータ７、正極材８、そして正極側弾性部材４ｂを順次に積み重ねる。正極材８と負極材９との順番を入れ替えても良い。但し、その場合には、負極側カバー５ａと正極側カバー５ｂとの電気的な極性も入れ替わる。その後、作業者は、正極側カバー５ｂの貫通孔２１に軸部材１８に差し入れることにより、正極側カバー５ｂを正極側弾性部材４ｂの上に載せる。この際、正極側弾性部材４ｂは図５に示すように、正極側カバー５ｂの内面の凹部１６ｂ内に収容される。そして、このとき、正極側弾性部材４ｂの中央に設けられた取付用孔６ｂに導電用突起１５ｂが差し入れられる（図３参照）。
【００６６】
図５から分かるように、負極側シール部材３ａ及び正極側シール部材３ｂの直径は、それぞれ、負極材９及び正極材８の直径と同じ又はそれ以上の径である。セパレータ７の直径は、電極８，９及びシール部材３ａ，３ｂのいずれよりも大きい。そして、負極材９の直径は正極材８の直径よりも大きくなっている。その理由は次の通りである。
【００６７】
一般に、リチウムイオン電池等といった電池においては、正極材８と負極材９との面積は同じであって、それらが平面視で正確に重なり合っていることが望まれる。その理由は、正極材８と負極材９とが重なり合う面積が製品ごとに異なると、電池の特性が製品ごとに不均一になってしまうからである。このことを防止するため、本実施形態では、図７（ａ），（ｂ）、（ｃ）に示すように、負極材９の直径を正極材８の直径よりも大きく設定している。そして、電池の製造に際しては、負極材９に対して正極材８を重ねる位置に多少のズレが生じても、正極材８と負極材９とが重なり合う面積を製品ごとで常に同じにできるようにしている。
【００６８】
図１において、正極側カバー５ｂを単に載せただけの状態では、図５に示すように、負極側弾性部材４ａと正極側弾性部材４ｂとは互いに離れており、両者の間には空間が存在している。また、負極側カバー５ａの環状の導電用突起１５ａの先端と負極側シール部材３ａとは互いに離れていて非接触状態にある。同様に、正極側カバー５ｂの環状の導電用突起１５ｂの先端と正極側シール部材３ｂとは互いに離れていて非接触状態にある。
【００６９】
その後、作業者は、図１において、各軸部材１８の先端の雄ネジ部分１８ａに雌ネジである蝶ナット２２をネジ込む。蝶ナット２２は、図３に示すように、負極側カバー５ａと正極側カバー５ｂとがスペーサ１１を両側から押し付け合う状態になるまでネジ込まれる。スペーサ１１を用いることなく、蝶ナット２２に対して何等かのストッパ手段を付設するようにしても良い。
【００７０】
蝶ナット２２を所定位置までネジ込んだ図３の状態では、図４に示すように、負極側弾性部材４ａと正極側弾性部材４ｂとがそれらの外周縁において互いに面接触し、同時にセパレータ７の外周縁の一部がそれらの弾性部材４ａ，４ｂによって挟み付けられる。また、負極側シール部材３ａ、電池要素２、正極側シール部材３ｂの積層ユニット部分が負極側弾性部材４ａと正極側弾性部材４ｂとによってしっかりと挟み付けられる。
【００７１】
以上により、電池要素２がＸ線測定用電池構造体１の中で位置ズレしないように、正確に位置決めされる。また、同時に、正極側シール部材３ｂ、セパレータ７及び負極側シール部材３ａから成る電池要素２が、正極側シール部材３ｂ、正極側弾性部材４ｂ、負極側弾性部材４ａ、及び負極側シール部材３ａによって密封された状態となる。この密封により、電池構造体１をグローブボックスの外部に出した場合でも、電池要素２が大気に触れることを防止できる。
【００７２】
また、図４に示す状態にセットされると、負極側カバー５ａの導電用突起１５ａの先端が負極側シール部材３ａに環状に接触し、同時に、正極側カバー５ｂの導電用突起１５ｂの先端が正極側シール部材３ｂに環状に接触する。これにより、正極材８が正極側シール部材３ｂを介して正極側カバー５ｂに電気的に導通し、負極材９が負極側シール部材３ａを介して負極側カバー５ａに電気的に導通する。その結果、負極側カバー５ａと正極側カバー５ｂとの間を抵抗を介して導通することにより、電極８，９間で放電を行うことができる。また、負極側カバー５ａと正極側カバー５ｂとの間に所望の電圧を印加することにより、電極８，９間で充電を行うことができる。
【００７３】
以上のようにしてＸ線測定用電池構造体１が組み立てられると、その電池構造体１は、例えば図８（ａ）に示す透過配置のＸ線測定装置２５の所定の試料設置位置に配置されたり、図８（ｂ）に示す反射配置のＸ線測定装置２６の所定の試料設置位置に配置された上で、Ｘ線測定を受ける。このＸ線測定により、正極材８及び負極材９の内部の結晶構造を知ることができる。
【００７４】
Ｘ線測定装置２５は、Ｘ線源２７とＸ線検出器２８とを電池構造体１を挟んで互いに対向するように配置する。Ｘ線源２７から発生したＸ線は、正極材８及び負極材９を透過する状態でそれらで回折し、その回折線がＸ線検出器２８によって検出される。Ｘ線は正極材８と負極材９の両方の回折像をＸ線検出器２８の検出面に形成するが、それらの回折角度はそれらの電極の性質に応じて異なっているので、それらの回折像を互いに区別して観察することは容易である。正極材８と負極材９とをＸ線に対して同じ位置に配置させるため、電池構造体１は任意の昇降移動装置によって矢印Ｃ−Ｃ’で示すように昇降移動できることが望ましい。
【００７５】
他方、図８（ｂ）のＸ線測定装置２６は、電池構造体１に対する同じ側にＸ線源２７とＸ線検出器２８とを有している。Ｘ線源２７から発生したＸ線は、正極材８及び負極材９を反射する状態でそれらで回折し、その回折線がＸ線検出器２８によって検出される。この装置においても、正極材８と負極材９とをＸ線に対して同じ位置に配置させるため、電池構造体１は任意の昇降移動装置によって矢印Ｃ−Ｃ’で示すように昇降移動できることが望ましい。
【００７６】
図８（ａ）及び図８（ｂ）では、Ｘ線源２７と電池構造体１との間（すなわちＸ線入射側）及び電池構造体１とＸ線検出器２８との間（すなわちＸ線受光側）に、測定の種類に応じて種々のＸ線光学要素、例えばスリット、モノクロメータ、コリメータ、アッテネータ等が設置されるが、図ではそれらを省略している。
【００７７】
以上のように、本実施形態においては、電池構造体１の構成要素を、ただ単に積み重ねた後で蝶ナット２２を締め付けるだけ、という極めて簡単な構造及び作業だけで電池構造体１を製造することができる。従って、作業者がグローブボックス内でグローブを手に装着した状態でも、正確な組立作業を行うことが可能となる。
【００７８】
また、電池要素２が弾性部材４ａ及び４ｂによってしっかりと挟持された状態において、それらの弾性部材４ａ及び４ｂよりも内側の領域で、導電用突起１５ａ，１５ｂが正極材８及び負極材９に環状領域で接触することにより電気的な導通が達成されているので、導通が安定しており、各電極８，９と外部電位との電気的な接続を安定的にとることができる。
【００７９】
一般にグローブボックスを用いた作業においては、透明な壁を隔てて、分厚い手袋を装着して作業が行われる。このため、作業性が悪い。これに対し、本実施形態のＸ線測定用電池構造体は、部品点数が少なく、構造が簡単であり、組み立て易いので、手袋を装着してグローブボックス内でその組立作業を行う場合でも、その組立作業を簡単且つ正確に行うことができる。
【００８０】
また、本実施形態のＸ線測定用電池構造体は、部品点数が少なく、各部品の構造自体も複雑でない簡易なものであるので、Ｘ線測定用電池構造体を安価に製造できる。
【００８１】
さらに、本実施形態のＸ線測定用電池構造体においては、カバー５ａ，５ｂの一方にネジ１８ａを備えた軸部材１８を複数本（例えば４本）立てておいて、それらの軸部材１８を基準として各要素部品を単純に積み上げるという作業だけで、電池構造体を簡単に組み立てることができる。
【００８２】
（Ｘ線測定用電池構造体の第２の実施形態）
図９（ａ）及び図９（ｂ）は、本発明に係るＸ線測定用電池構造体の他の実施形態を示している。図９（ａ）は略中央部分を切断した斜視図であり、図９（ｂ）は略中央部分を切断した断面図である。この実施形態において、図３に示した実施形態と同じ部材は同じ符号で示すことにして、その説明は省略する。
【００８３】
本実施形態のＸ線測定用電池構造体３１が図３のＸ線測定用電池構造体１と異なる点は、負極側押圧部材としての負極側カバー３５ａにおいて、Ｘ線を通過させる部分であるＸ線用孔１３ａから外周縁にかけての部分にテーパ４０ａ、すなわち傾斜が設けられ、さらに、正極側押圧部材としての正極側カバー３５ｂにおいて、Ｘ線を通過させる部分であるＸ線用孔１３ｂから外周縁にかけての部分にテーパ４０ｂ、すなわち傾斜が設けられていることである。
【００８４】
このように正極側及び負極側の各カバー３５ｂ，３５ａの外側の面にテーパ４０ｂ，４０ａを設けたことにより、測定対象である電池要素２内の正極材８又は負極材９（図４参照）に入射するＸ線Ｒ０の入射角度αを低角度に設定することができる。そして、これにより、低角度に関するＸ線測定データを得ることができる。
【００８５】
さらに、Ｘ線測定に際して電池要素２（すなわち、正極材８、セパレータ７及び負極材９）を面内回転（φ回転）させることにより、Ｘ線回折パターンの強度を平均化することができる。なお、面内回転とは、正極材８又は負極材９の自身の中心線（自身の平面に直交する方向に延びる中心線）を中心とした回転である。この面内回転は、通常は、Ｘ線測定用電池構造体３１の全体を回転させることによって実現する。但し、Ｘ線測定用電池構造体３１の内部にそのような回転駆動構造を設置できるのであれば、そのように構成しても良い。
【００８６】
（変形例）
以上に記載した実施形態では、正極側弾性部材４ｂと負極側弾性部材４ａとを互いに近づく方向へ押し付ける手段である弾性部材押圧手段が、１つの円盤状部材である正極側押圧部材５ｂと、同じく１つの円盤状部材である負極側押圧部材５ａと、先端部に雄ネジ１８ａを備えた軸部材１８と、その雄ネジ１８ａに嵌合する蝶ナット２２とによって構成されている。
【００８７】
しかしながら、弾性部材押圧手段は上記構成以外の適宜の構成とすることができる。例えば、押圧部材は１つの円盤状部材に限られず、１つの矩形状の板状部材であっても良い。また、押圧部材は１つの部材に限られず、Ｘ線を通過させる部分であるＸ線用孔１３ａ，１３ｂを中心とした円周方向に互いに間隔をあけて島状に配置された複数の部材とすることもできる。
【００８８】
また、以上の実施形態では、図１、図２及び図６に示すように、正極側押圧部材５ｂと負極側押圧部材５ａとを互いに近づく方向へ締め付けるための手段である締付手段が、軸部材１８とナット部材２２とによって構成されていた。しかしながら、締付手段は、ネジを用いないクランプ手段を用いることもできる。
【００８９】
（Ｘ線測定用電池構造体の支持装置の第１の実施形態）
図１０は、本発明に係るＸ線測定用電池構造体の支持装置の一実施形態を示している。この支持装置４１は、基台４２と、基台４２に支持された可動台４３と、可動台４３に支持された支持台４４とを有している。
【００９０】
基台４２はその内部に直線移動機構を有しており、可動台４３はその直線移動機構によって駆動されて矢印Ｄ−Ｄ’で示すように往復直線移動する。可動台４３はその内部に２次元平行移動機構を有しており、支持台４４はその平行移動機構によって駆動されて、矢印Ｅ−Ｅ’で示すように往復直線進退移動し、且つ矢印Ｆ−Ｆ’で示すように往復直線昇降移動する。以上のＤ−Ｄ’方向、Ｅ−Ｅ’方向及びＦ−Ｆ’方向の３つの往復直線移動により、支持台４４はＸＹＺの直交３軸方向へ独自に平行移動できる。
【００９１】
支持台４４は、互いに間隔をおいて対向して設けられた一対のブラケット４６ａ，４６ｂを有している。ブラケット４６ａ，４６ｂの上端部には、断面コ字形状の支持片４７ａ，４７ｂが設けられている。支持片４７ａ，４７ｂは、それぞれ、ブラケット４６ａ，４６ｂに対して電気的に絶縁されている。支持片４７ａ，４７ｂは、両者を結ぶ線Ｘ０を中心として回転可能である。線Ｘ０は、本実施形態では、水平線である。支持片４７ａ及び４７ｂの少なくとも一方には回転駆動装置が付設されている。この回転駆動装置は支持片４７ａ，４７ｂを線Ｘ０を中心として回転させる。
【００９２】
支持片４７ａ，４７ｂは断面コ字形状の部分においてＸ線測定用電池構造体１の周辺部分、すなわち正極側カバー５ｂ及び負極側カバー５ａの周縁部を挟持できるようになっている。そして、支持片４７ａ，４７ｂがこのようにカバー５ａ，５ｂを挟持した状態で、Ｘ線測定用電池構造体１が支持台４４によって支持されている。支持片４７ａ，４７ｂが駆動装置によって駆動されて線Ｘ０を中心として回転するとき、支持片４７ａ，４７ｂによって支持されたＸ線測定用電池構造体１も一体的に線Ｘ０を中心として回転する。
【００９３】
支持片４７ａ，４７ｂによって規定される回転中心線Ｘ０は、Ｘ線測定用電池構造体１をそれらの支持片４７ａ，４７ｂに取り付けた状態で、図３におけるＸ線測定用電池構造体１の構成要素である電池要素２内のセパレータ７（図４参照）の面平行方向（セパレータ７の厚さ方向と直交する方向／図４の左右方向）の中心線Ｘ１に一致する。従って、支持片４７ａ及び４７ｂの少なくとも一方が駆動されて回転するとき、Ｘ線測定用電池構造体１はセパレータ７の中心線Ｘ１を中心として矢印Ｇ−Ｇ’に示すように回転する。以下、この回転を面直角方向回転ということがある。
【００９４】
図１０は、Ｘ線測定用電池構造１が水平状態に置かれている状態である。図１１は、Ｘ線測定用電池構造体１が支持片４７ａ，４７ｂと共に面直角方向へ角度９０°だけ回転した状態を示しており、Ｘ線測定用電池構造体１が垂直状態に置かれている状態である。
【００９５】
なお、直交３軸方向ＸＹＺへの平行移動機構は図１０に示した構成以外の任意の機構を採用することもできる。また、Ｘ線測定用電池構造体１を面直角方向へ回転させる構成も、図１０に示したような支持片４７ａ，４７ｂを回転（自転）させる構成以外の任意の構成を採用できる。
【００９６】
また、Ｘ線測定用電池構造体１の内部の電池要素２（図１、図４等参照）を面内回転させたい場合には、そのための構成を図１０の支持装置４１に追加的に設けることもできる。そのような面内回転のための構成は、例えば、支持片４７ａ，４７ｂをそれらを結ぶ線分の中心においてその線分に直交する直線（原理的には電池要素２の中心を通る直線）を中心として旋回移動させることにより実現できる。
【００９７】
以下、図１０及び図１１に示す支持装置４１を用いて具体的に行われる測定方法について説明する。
（第１の測定方法）
この測定方法は、図１０に示す状態で透過法測定を行い、図１１に示す状態で反射法測定を行う方法である。ゴニオメータ（測角器／図示せず）を可動台４３の電池構造体１の反対側にアタッチメントとして固定し、正極材８又は負極材９の測定面が中心となるように配置する。
【００９８】
Ｘ線管（図示せず）を電池構造体１のＸ線用孔６ａ，６ｂ，１３ａ，１３ｂ（図１参照）の測定面よりＦ’方向に配置し、他方、Ｘ線検出器（図示せず）をＸ線管とは反対側の電池構造体１のＸ線用孔の測定面よりＦ方向に配置する。その場合、Ｘ線検出器は支持台４４の下側に置かれることになるので、支持台４４には予めＸ線通過用の孔を開けておく。この配置により、図１０に示す状態で透過法測定を行うことができる。
【００９９】
次に、手動又はモータによって支持片４７ａ，４７ｂを回転（自転）させて、電池構造体１を角度９０°回転させることにより、電池構造体１を図１１に示すような直立状態にする。その上で、ゴニオメータによってＸ線管とＸ線検出器とを電池構造体１に対してθ−２θの角度になるように駆動させることにより、反射法測定を行うことができる。
【０１００】
その後、手動又はモータによって支持片４７ａ，４７ｂを回転（自転）させて電池構造体１をさらに角度１８０°回転させることにより、反対側の電極材についての反射測定を行うことができる。
【０１０１】
（第２の測定方法）
この測定方法は、図１０に示す状態で反射法測定を行い、図１１に示す状態で透過法測定を行う方法である。ゴニオメータ（図示せず）を可動台４３の電池構造体１の反対側にアタッチメントとして固定し、正極材８又は負極材９の測定面が中心となるように配置する。
【０１０２】
次に、手動又はモータによって支持片４７ａ，４７ｂを回転（自転）させて、電池構造体１を角度９０°回転させることにより、電池構造体１を図１１に示すような直立状態にする。その上で、Ｘ線管を電池構造体１のＸ線用孔の測定面よりＤ’方向に配置し、他方、Ｘ線検出器をＸ線管と反対側の電池構造体１のＸ線用孔の測定面よりＤ方向に配置する。この配置により、図１１の状態で透過法測定を行うことができる。
【０１０３】
次に、手動又はモータによって支持片４７ａ，４７ｂを回転（自転）させて、電池構造体１を図１０に示す水平状態に戻す。そして、ゴニオメータによってＸ線管とＸ線検出器とが電池構造体１に対してθ−２θの角度になるように駆動させることにより、反射法測定を行うことができる。
【０１０４】
その後、手動又はモータによって支持片４７ａ，４７ｂを回転（自転）させて電池構造体１をさらに角度１８０°回転させることにより、反対側の電極材についての反射測定を行うことができる。
【０１０５】
（その他の実施形態）
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものでなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変できる。
例えば、上記実施形態では電池構造体１の各構成要素を略円形状に形成したが、これらを四角形状あるいはその他の任意の形状に形成することもできる。
【０１０６】
上記実施形態では、軸部材１８と蝶ナット２２との組み合わせによって締付手段を構成したが、その他の任意の構成によって正極側及び負極側の各押圧部材５ｂ，５ａを締め付けることもできる。また、蝶ナット２２をその他任意の形状のナットとすることもできる。
【符号の説明】
【０１０７】
１．Ｘ線測定用電池構造体、 ２．電池要素、 ３ａ．負極側シール部材、 ３ｂ．正極側シール部材、 ４ａ．負極側弾性部材、 ４ｂ．正極側弾性部材、 ５ａ．負極側カバー（負極側押圧部材）、 ５ｂ．正極側カバー（正極側押圧部材）、 ７．セパレータ、 ８．正極材、 ９．負極材、 １１．スペーサ、 １３ａ，１３ｂ．Ｘ線用孔（Ｘ線を通過させる部分）、 １５ａ，１５ｂ．導電用突起、 １６ａ，１６ｂ．凹部、 １８．軸部材（締付部材）、 １８ａ．雄ネジ（締付部材）、 １９．貫通孔、 ２０．ブッシュ、 ２１．貫通孔（軸用孔）、 ２２．蝶ナット（締付部材）、 ２２ａ.羽根部材、 ２３．ブッシュ、 ２５．Ｘ線測定装置、 ２６．Ｘ線測定装置、 ２７．Ｘ線源、 ２８．Ｘ線検出器、 ３１．Ｘ線測定用電池構造体、 ３５ａ．負極側カバー（負極側押圧部材）、 ３５ｂ．正極側カバー（正極側押圧部材）、 ４０ａ，４０ｂ．テーパ、 ４１．支持装置、 ４２．基台、 ４３．可動台、 ４４．支持台、 ４６ａ，４６ｂ．ブラケット、 ４７ａ，４７ｂ．支持片、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電界物質が含まれているセパレータと、
前記セパレータの一方の面の側に配置された正極材と、前記セパレータの他方の面の側に配置された負極材と、
前記正極材に接触している正極側シール部材と、前記負極材に接触している負極側シール部材と、
前記正極側シール部材に接触して弾性力を付与する正極側弾性部材と、前記負極側シール部材に接触して弾性力を付与する負極側弾性部材と、
前記正極側弾性部材と前記負極側弾性部材とを互いに近づく方向へ押し付ける弾性部材押圧手段と、を有しており、
前記正極側シール部材及び前記負極側シール部材は、前記電界物質に対する耐食性を有しており、
前記正極側シール部材、前記負極側シール部材、前記正極側弾性部材、及び前記負極側弾性部材はＸ線を通過させる部分を有しており、
前記弾性部材押圧手段はＸ線経路を妨げない
ことを特徴とするＸ線測定用電池構造体。
【請求項２】
前記弾性部材押圧手段は、
前記正極側シール部材と前記負極側シール部材と前記正極側弾性部材と前記負極側弾性部材とによって前記正極材、前記セパレータ及び前記負極材を外部から密封する状態となるまで、前記正極側弾性部材と前記負極側弾性部材とを押し付ける
ことを特徴とする請求項１記載のＸ線測定用電池構造体。
【請求項３】
前記正極側シール部材及び前記負極側シール部材の少なくとも一方は、導電性を有し且つ前記電界物質に対する耐食性を有した材料をベリリウムにコーティングして成る材料によって形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＸ線測定用電池構造体。
【請求項４】
前記正極側シール部材及び前記負極側シール部材の少なくとも一方は、導電性を有し且つ前記電界物質に対する耐食性を有した材料を高分子プラスチックにコーティングして成る材料によって形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＸ線測定用電池構造体。
【請求項５】
前記正極側シール部材及び前記負極側シール部材の少なくとも一方は、アルミニウムによって形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＸ線測定用電池構造体。
【請求項６】
前記正極側シール部材及び前記負極側シール部材は導電性を有し、
前記正極側弾性部材及び前記負極側弾性部材は絶縁性を有し、
前記正極側押圧部材及び前記負極側押圧部材は導電性を有し、
前記正極側押圧部材の一部と前記正極側シール部材の一部とが接触し、さらに、前記負極側押圧部材の一部と前記負極側シール部材の一部とが接触する
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つに記載のＸ線測定用電池構造体。
【請求項７】
前記弾性部材押圧手段は、
前記正極側弾性部材を押し付ける正極側押圧部材と、
前記負極側弾性部材を押し付ける部材であって前記正極側押圧部材とは別部材である負極側押圧部材と、
前記正極側押圧部材と前記負極側押圧部材とを互いに近づく方向へ締め付ける締付手段と、を有しており、
前記締付手段によって前記正極側押圧部材と前記負極側押圧部材とを締め付けたとき、前記正極側押圧部材の一部と前記正極側シール部材の一部とが接触し、さらに、前記負極側押圧部材の一部と前記負極側シール部材の一部とが接触する
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１つに記載のＸ線測定用電池構造体。
【請求項８】
前記締付手段は、
前記正極側押圧部材及び前記負極側押圧部材の一方に設けられた軸部材と、
前記正極側押圧部材及び前記負極側押圧部材の他方に設けられており前記軸部材を通すことができる軸用孔と、を有しており、
前記軸部材を用いて前記正極側押圧部材と前記負極側押圧部材とを互いに近づく方向へ締め付ける
ことを特徴とする請求項７記載のＸ線測定用電池構造体。
【請求項９】
前記締付手段は、前記軸部材の先端部に設けられた雄ネジと、その雄ネジに嵌合する雌ネジ部材とを有しており、前記雌ネジを締め付けることにより前記正極側押圧部材と前記負極側押圧部材とを互いに近づく方向へ締め付ける
ことを特徴とする請求項８記載のＸ線測定用電池構造体。
【請求項１０】
前記雌ネジ部材は、手回し用の羽根部材を備えた蝶ナットであることを特徴とする請求項８記載のＸ線測定用電池構造体。
【請求項１１】
前記軸用孔の縁部分及び前記軸部材の少なくとも一方は絶縁性を有することを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか１つに記載のＸ線測定用電池構造体。
【請求項１２】
前記正極側押圧部材及び前記負極側押圧部材は前記セパレータよりも広い面積の部材であり、
前記正極側押圧部材及び前記負極側押圧部材はそれぞれが自身の中央部分に前記Ｘ線を通過させる部分を有しており、
前記正極側押圧部材及び前記負極側押圧部材の少なくとも１つにおいて前記Ｘ線を通過させる部分から外周縁にかけてテーパが設けられている
ことを特徴とする請求項７から請求項１１のいずれか１つに記載のＸ線測定用電池構造体。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれか１つに記載のＸ線測定用電池構造体のうちの前記セパレータよりも正極側にある部材と、前記セパレータよりも負極側にある部材とを挟持して前記Ｘ線測定用構造体を保持することを特徴とするＸ線測定用電池構造体の支持装置。
【請求項１４】
前記Ｘ線測定用電池構造体を直交３軸方向へ独自に平行移動させる平行移動手段を有することを特徴とする請求項１３記載のＸ線測定用電池構造体の支持装置。
【請求項１５】
前記Ｘ線測定用電池構造体を、当該Ｘ線測定用電池構造体内のセパレータの面平行方向に延びる中心線の周りに回転させる回転移動手段を有することを特徴とする請求項１３又波請求項１４記載のＸ線測定用電池構造体の支持装置。
【請求項１】
電界物質が含まれているセパレータと、
前記セパレータの一方の面の側に配置された正極材と、前記セパレータの他方の面の側に配置された負極材と、
前記正極材に接触している正極側シール部材と、前記負極材に接触している負極側シール部材と、
前記正極側シール部材に接触して弾性力を付与する正極側弾性部材と、前記負極側シール部材に接触して弾性力を付与する負極側弾性部材と、
前記正極側弾性部材と前記負極側弾性部材とを互いに近づく方向へ押し付ける弾性部材押圧手段と、を有しており、
前記正極側シール部材及び前記負極側シール部材は、前記電界物質に対する耐食性を有しており、
前記正極側シール部材、前記負極側シール部材、前記正極側弾性部材、及び前記負極側弾性部材はＸ線を通過させる部分を有しており、
前記弾性部材押圧手段はＸ線経路を妨げない
ことを特徴とするＸ線測定用電池構造体。
【請求項２】
前記弾性部材押圧手段は、
前記正極側シール部材と前記負極側シール部材と前記正極側弾性部材と前記負極側弾性部材とによって前記正極材、前記セパレータ及び前記負極材を外部から密封する状態となるまで、前記正極側弾性部材と前記負極側弾性部材とを押し付ける
ことを特徴とする請求項１記載のＸ線測定用電池構造体。
【請求項３】
前記正極側シール部材及び前記負極側シール部材の少なくとも一方は、導電性を有し且つ前記電界物質に対する耐食性を有した材料をベリリウムにコーティングして成る材料によって形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＸ線測定用電池構造体。
【請求項４】
前記正極側シール部材及び前記負極側シール部材の少なくとも一方は、導電性を有し且つ前記電界物質に対する耐食性を有した材料を高分子プラスチックにコーティングして成る材料によって形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＸ線測定用電池構造体。
【請求項５】
前記正極側シール部材及び前記負極側シール部材の少なくとも一方は、アルミニウムによって形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＸ線測定用電池構造体。
【請求項６】
前記正極側シール部材及び前記負極側シール部材は導電性を有し、
前記正極側弾性部材及び前記負極側弾性部材は絶縁性を有し、
前記正極側押圧部材及び前記負極側押圧部材は導電性を有し、
前記正極側押圧部材の一部と前記正極側シール部材の一部とが接触し、さらに、前記負極側押圧部材の一部と前記負極側シール部材の一部とが接触する
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つに記載のＸ線測定用電池構造体。
【請求項７】
前記弾性部材押圧手段は、
前記正極側弾性部材を押し付ける正極側押圧部材と、
前記負極側弾性部材を押し付ける部材であって前記正極側押圧部材とは別部材である負極側押圧部材と、
前記正極側押圧部材と前記負極側押圧部材とを互いに近づく方向へ締め付ける締付手段と、を有しており、
前記締付手段によって前記正極側押圧部材と前記負極側押圧部材とを締め付けたとき、前記正極側押圧部材の一部と前記正極側シール部材の一部とが接触し、さらに、前記負極側押圧部材の一部と前記負極側シール部材の一部とが接触する
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１つに記載のＸ線測定用電池構造体。
【請求項８】
前記締付手段は、
前記正極側押圧部材及び前記負極側押圧部材の一方に設けられた軸部材と、
前記正極側押圧部材及び前記負極側押圧部材の他方に設けられており前記軸部材を通すことができる軸用孔と、を有しており、
前記軸部材を用いて前記正極側押圧部材と前記負極側押圧部材とを互いに近づく方向へ締め付ける
ことを特徴とする請求項７記載のＸ線測定用電池構造体。
【請求項９】
前記締付手段は、前記軸部材の先端部に設けられた雄ネジと、その雄ネジに嵌合する雌ネジ部材とを有しており、前記雌ネジを締め付けることにより前記正極側押圧部材と前記負極側押圧部材とを互いに近づく方向へ締め付ける
ことを特徴とする請求項８記載のＸ線測定用電池構造体。
【請求項１０】
前記雌ネジ部材は、手回し用の羽根部材を備えた蝶ナットであることを特徴とする請求項８記載のＸ線測定用電池構造体。
【請求項１１】
前記軸用孔の縁部分及び前記軸部材の少なくとも一方は絶縁性を有することを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか１つに記載のＸ線測定用電池構造体。
【請求項１２】
前記正極側押圧部材及び前記負極側押圧部材は前記セパレータよりも広い面積の部材であり、
前記正極側押圧部材及び前記負極側押圧部材はそれぞれが自身の中央部分に前記Ｘ線を通過させる部分を有しており、
前記正極側押圧部材及び前記負極側押圧部材の少なくとも１つにおいて前記Ｘ線を通過させる部分から外周縁にかけてテーパが設けられている
ことを特徴とする請求項７から請求項１１のいずれか１つに記載のＸ線測定用電池構造体。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれか１つに記載のＸ線測定用電池構造体のうちの前記セパレータよりも正極側にある部材と、前記セパレータよりも負極側にある部材とを挟持して前記Ｘ線測定用構造体を保持することを特徴とするＸ線測定用電池構造体の支持装置。
【請求項１４】
前記Ｘ線測定用電池構造体を直交３軸方向へ独自に平行移動させる平行移動手段を有することを特徴とする請求項１３記載のＸ線測定用電池構造体の支持装置。
【請求項１５】
前記Ｘ線測定用電池構造体を、当該Ｘ線測定用電池構造体内のセパレータの面平行方向に延びる中心線の周りに回転させる回転移動手段を有することを特徴とする請求項１３又波請求項１４記載のＸ線測定用電池構造体の支持装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１５９３１１（Ｐ２０１２−１５９３１１Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７３３６（Ｐ２０１１−１７３３６）
【出願日】平成２３年１月２９日（２０１１．１．２９）
【出願人】（０００２５０３３９）株式会社リガク (206)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２９日（２０１１．１．２９）
【出願人】（０００２５０３３９）株式会社リガク (206)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]