特開 2022-54974 加圧分析用構造体、Ｘ線回折装置及び加圧分析システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022054974

(43)【公開日】2022-04-07

(54)【発明の名称】加圧分析用構造体、Ｘ線回折装置及び加圧分析システム

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/20025 20180101AFI20220331BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20220331BHJP

   H01M 10/052 20100101ALI20220331BHJP

   H01M 10/0562 20100101ALI20220331BHJP

   H01M 10/0585 20100101ALN20220331BHJP

【ＦＩ】

G01N23/20025

H01M10/48 A

H01M10/052

H01M10/0562

H01M10/0585

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020162284

(22)【出願日】2020-09-28

(71)【出願人】

【識別番号】000250339

【氏名又は名称】株式会社リガク

(74)【代理人】

【識別番号】100101867

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 寿武

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 幸一郎

【テーマコード（参考）】

2G001

5H029

5H030

【Ｆターム（参考）】

2G001AA01

2G001BA18

2G001CA01

2G001JA14

2G001KA08

2G001LA11

2G001PA06

2G001PA07

2G001QA02

5H029AJ00

5H029AM12

5H029BJ03

5H029BJ12

5H029CJ03

5H029CJ11

5H030AS00

5H030FF51

(57)【要約】

【課題】 大きな圧力で全固体電池Ｓ（試料）を均一に加圧した状態での分析評価を実現する。
【解決手段】 全固体電池Ｓを収容する試料収容ユニット１０と、全固体電池Ｓに圧力を作用させるための加圧機構を含む加圧ユニット３０とを備えている。全固体電池Ｓは、試料収容ユニット１０の内部で、圧受け部材２１と押圧部材２２に挟まれた状態で加圧される。また、加圧ユニット３０からの圧力の作用方向に直交する外径方向にＸ線窓１４を設けてあり、このＸ線窓１４を通して反射式のＸ線回折測定を実行することができる。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

試料を収容して配置するための試料室が内部に形成された試料収容ユニットと、前記試料収容ユニットに装着され、前記試料室内の試料に圧力を作用させるための加圧機構を含む加圧ユニットと、を備え、
前記試料収容ユニットは、前記加圧ユニットからの圧力を前記試料室内の試料を挟む対向位置で受ける圧受け部と、前記加圧ユニットからの圧力の作用方向と交差する方向に設けたＸ線窓と、を有し、
Ｘ線を前記Ｘ線窓から取り込んで前記試料室内の試料に照射するとともに、試料から反射してくる回折Ｘ線を当該Ｘ線窓から外部へ出射する構成としたことを特徴とする加圧分析用構造体。

【請求項2】

前記試料収容ユニットは、
一端面が開口する有底筒状の収容ユニット本体を備え、前記収容ユニット本体の内部に前記試料室が形成され、前記収容ユニット本体の開口する一端面側から前記試料室内の試料に向けて前記加圧ユニットの圧力を受けるとともに、当該開口する一端面と対向する内底部に前記圧受け部が形成してあり、
さらに、前記収容ユニット本体の外周面に向けて前記Ｘ線窓を設け、且つＸ線を透過する材料で形成した密閉部材により当該Ｘ線窓を閉塞したことを特徴とする請求項１に記載の加圧分析用構造体。

【請求項3】

前記収容ユニット本体の外周面から内部に貫通する段付きの切欠き溝を形成するとともに、当該切欠き溝の段部から外周面までの空間の開口幅を、当該段部から内部までの空間の開口幅よりも広く形成し、当該段部に前記Ｘ線窓を設けたことを特徴とする請求項２に記載の加圧分析用構造体。

【請求項4】

前記試料収容ユニットは、前記試料室内に配置された試料の温度を調整するための温度調整部材と、当該試料の温度を測定するための温度測定部材と、を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の加圧分析用構造体。

【請求項5】

複数の要素を積層して構成される試料を分析対象とする加圧分析用構造体であって、
前記試料収容ユニットの内部に嵌め込んで装着する試料ホルダを備え、
前記試料ホルダには、前記試料を収容するとともに、当該試料における複数の要素の積層状態が観察できる外面を前記Ｘ線窓に対して露出せしめる切欠き部が形成してあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の加圧分析用構造体。

【請求項6】

一方の端面が前記試料配置部に配置した試料の一端面に接触し、かつ他方の端面が前記圧受け部に接触する圧受け部材を、前記試料室内に有することを特徴とする請求項５に記載の加圧分析用構造体。

【請求項7】

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前記試料とする加圧分析用構造体であって、
前記一方の集電体層と電気的に導通する第１電極端子と、前記他方の集電体層と電気的に導通する第２電極端子と、を備えたことを特徴とする請求項５又は６に記載の加圧分析用構造体。

【請求項8】

前記第１電極端子は、前記試料収容ユニットの外部に設けてあり、
前記試料収容ユニットは、導電性を有する構成要素を含み、当該導電性を有する構成要素を介して前記一方の集電体層と前記第１電極端子とが電気的に導通することを特徴とする請求項７に記載の加圧分析用構造体。

【請求項9】

前記加圧機構は、導電性を有する金属部材で構成され、当該加圧機構を介して前記他方の集電体層と前記第２電極端子とが電気的に導通することを特徴とする請求項７又は８に記載の加圧分析用構造体。

【請求項10】

請求項１乃至９のいずれか一項に記載の加圧分析用構造体と、当該加圧分析用構造体を配置するための試料ステージと、前記試料室内の試料に向けてＸ線を照射するためのＸ線源と、当該試料から反射してきた回折Ｘ線を検出するＸ線検出器と、を含むＸ線回折装置であって、
前記試料ステージは、前記試料室内の試料の中心軸および同中心軸に直交する軸を含む測定基準平面が水平配置となるように、前記加圧分析用構造体を支持する支持部と、前記測定基準平面が水平配置された状態で、前記試料室内の試料を前記Ｘ線源からのＸ線の照射位置へ位置決めするための移動調整機構と、を備えたことを特徴とするＸ線回折装置。

【請求項11】

前記支持部は、前記気密ケースユニットを支持する第１支持部と、前記試料収容ユニットを支持する第２支持部とを有し、これら第１，第２支持部により前記試料室内の試料の中心軸を水平配置し、かつ前記第２支持部により当該試料の中心軸と直交する軸を水平配置する構成であることを特徴とする請求項１０に記載のＸ線回折装置。

【請求項12】

請求項１０又は１１に記載のＸ線回折装置と、前記加圧分析用構造体を収納して大気から遮断する気密装置と、前記加圧分析用構造体に収容した試料の圧力及び電気化学特性を前記気密装置の外部で計測するための計測機器と、を備えたことを特徴とする加圧分析システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、加圧下にある試料の分析評価に用いられ、特に全固体電池の分析評価に好適な加圧分析用構造体、Ｘ線回折装置及び加圧分析システムに関する。

【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、結晶構造に変化を生じやすい。そのため、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。
特許文献１及び２には、Ｘ線回折測定による試料電池の評価に用いられる、従来の電池分析用構造体（加圧分析用構造体）が開示されている。

【0003】

特許文献１に開示されたＸ線測定用電池構造体は、電池要素（２）を負極側カバー（５ａ）と正極側カバー（５ｂ）とで挟み込み、多くのナット（２２）を使用してこれら各カバー（５ａ、５ｂ）を締め付けて電池要素（２）を密封し、大気と遮断する構成を備えている。なお、ナット（２２）による締め付け構造は、電池要素（２）の気密性を確保するためのものである（同文献１の明細書段落「００２０」を参照）。

【0004】

また、特許文献２に開示された分析用セルは、第１部材（１１）、第２部材（２１）、第３部材（３１）を含む筐体（１０）を備えており、この筐体（１０）内に試料電池（１００）を収容して、Ｘ線回折測定により評価を行う構成を備えている。筐体（１０）を構成する各部材（１１，２１，３１）は、それら各部材に設けられた多数の貫通孔（１２、２２、３２）にボルトを挿入し、ナットで締め付けることで組み立てられる（同文献２の明細書段落「００５３」を参照）。
なお、カッコ内の符号は、各特許文献において、それぞれ各構成要素に付されていたものである（以下、同様）。

【0005】

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、試料電池を均一な加圧状態で保持し、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。

【0006】

しかしながら、上述した特許文献１及び２に開示された従来の電池分析用構造体（分析用セル）は、いずれも試料電池を均一な加圧状態に保持して、導電パスの確保や充放電に伴う試料電池の膨張収縮を抑制できる構成を備えていない。

【0007】

ちなみに、特許文献１に開示されたナット（２２）による締め付け構造は、電池要素（２）の気密性を確保するためのものであり、しかも弾性部材（４ａ，４ｂ）が介在するため、ナット（２２）を締め付けても、導電パスの確保や膨張収縮を抑制できる程の大きな圧力を試料電池に均一に作用させることができない。

【0008】

また、特許文献２には、押し棒で構成された加圧機構（４６）が開示されているが、この加圧機構（４６）は、試料電池の要素である電極活物質（１１２）、試料電極（１１０）及び窓部材（５１）の一部を、筐体（１０）の窓部（１３）から突出させるためのものである（同文献２の明細書段落「００４２」と図３を参照）。

【0009】

このように電極活物質（１１２）、試料電極（１１０）及び窓部材（５１）の一部を、筐体（１０）の窓部（１３）から突出させることで、電極活物質（１１２）と試料電極（１１０）の周囲を窓部材（５１）により被覆し、試料電極（１１０）と窓部材（５１）との間への電解液の侵入防止と、試料電池の密閉性向上が図られる（同文献２の明細書段落「００５４」を参照）。

【0010】

しかしながら、同文献２の加圧機構（４６）では、押し棒と対向する側に押し棒の押圧力を受ける部材が配置されてなく、窓部材（５１）が引き延ばされながらその押圧力を受ける構造となっているので、かかる加圧機構（４６）によっても、導電パスの確保や膨張収縮を抑制できる程の大きな圧力を試料電池へ均一に作用させることができない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特開２０１２－１５９３１１号公報

【特許文献2】特開２０１７－７２５３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、大きな圧力で試料を均一に加圧した状態での分析評価の実現を目的とする。なお、本発明は、全固体電池の分析に限定されず、各種の試料に対する加圧した状態での分析評価に適用することができる。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明に係る加圧分析用構造体は、試料を収容して配置するための試料室が内部に形成された試料収容ユニットと、試料収容ユニットに装着され、試料室内の試料に圧力を作用させるための加圧機構を含む加圧ユニットと、を備えている。試料収容ユニットは、加圧ユニットからの圧力を試料室内の試料を挟む対向位置で受ける圧受け部と、加圧ユニットからの圧力の作用方向と交差する方向に設けたＸ線窓と、を有している。そして、Ｘ線をＸ線窓から取り込んで試料室内の試料に照射するとともに、試料から反射してくる回折Ｘ線を当該Ｘ線窓から外部へ出射する構成としてある。これにより、Ｘ線窓を通して反射式のＸ線回折測定を実行することができる。

【0014】

かかる構成の本発明は、試料収容ユニットの内部に収容された試料を、加圧ユニットで加圧することができる。このとき、加圧ユニットからの圧力を、試料収容ユニットの圧受け部が試料室内の試料を挟む対向位置で受ける。したがって、十分に大きな圧力を試料に作用させることができる。しかも、圧受け部により圧力を受ける部位には、Ｘ線窓が設けられていないので、圧力が偏ることなく均一に試料を加圧することができる。

【0015】

ここで、試料収容ユニットは、一端面が開口する有底筒状の収容ユニット本体を備え、収容ユニット本体の内部に試料室が形成され、収容ユニット本体の開口する一端面側から試料室内の試料に向けて加圧ユニットの圧力を受けるとともに、当該開口する一端面と対向する内底部に圧受け部を形成した構成とすることができる。
さらに、収容ユニット本体の外周面に向けてＸ線窓を設け、且つＸ線を透過する材料で形成した密閉部材により当該Ｘ線窓を閉塞した構成とすることができる。

【0016】

また、収容ユニット本体の外周面から内部に貫通する段付きの切欠き溝を形成するとともに、当該切欠き溝の段部から外周面までの空間の開口幅を、当該段部から内部までの空間の開口幅よりも広く形成し、当該段部にＸ線窓を設けた構成とすることができる。

【0017】

また、試料収容ユニットは、試料室内に配置された試料の温度を調整するための温度調整部材と、当該試料の温度を測定するための温度測定部材と、を含む構成とすることもできる。このように構成することで、適宜の圧力及び温度条件下で試料を分析評価することができる。

【0018】

さらに、本発明に係る加圧分析用構造体は、軸方向に複数の要素を積層して構成される試料を分析対象として、次のように構成することもできる。
すなわち、試料収容ユニットの内部に嵌め込んで装着する試料ホルダを備え、試料ホルダには、試料を収容するとともに、当該試料における複数の要素の積層状態が観察できる外面をＸ線窓に対して露出せしめる切欠き部を形成する。
この構成によれば、試料における複数の要素を測定できる外面にＸ線を照射して、それら各要素を個別に、またはそれら各一括して分析評価することが可能となる。

【0019】

ここで、一方の端面が試料配置部に配置した試料の一端面に接触し、かつ他方の端面が圧受け部に接触する圧受け部材を、試料室内に有する構成とすることが好ましい。これにより、試料の外面をＸ線窓と対して露出させ、当該試料の外面にＸ線を照射することが可能となる。

【0020】

また、本発明に係る加圧分析用構造体は、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とする場合は、次の構成を取り入れることが好ましい。
すなわち、一方の集電体層と電気的に導通する第１電極端子と、他方の集電体層と電気的に導通する第２電極端子と、を備えた構成とする。これにより、第１電極端子及び第２電極端子を介して、全固体電池を充放電することができる。
ここで、第１電極端子は、試料収容ユニットの外部に設けるとともに、試料収容ユニットは、導電性を有する構成要素を含み、当該導電性を有する構成要素を介して一方の集電体層と第１電極端子とを電気的に導通することができる。
また、加圧機構は、導電性を有する金属部材で構成し、当該加圧機構を介して他方の集電体層と第２電極端子とを電気的に導通することができる。

【0021】

次に、本発明に係るＸ線回折装置は、上述した構成の加圧分析用構造体と、当該加圧分析用構造体を配置するための試料ステージと、試料室内の試料に向けてＸ線を照射するためのＸ線源と、当該試料から反射してきた回折Ｘ線を検出するＸ線検出器と、を含んでいる。
さらに、試料ステージは、試料室内の試料の中心軸および同中心軸に直交する軸を含む測定基準平面が水平配置となるように、加圧分析用構造体を支持する支持部と、測定基準平面が水平配置された状態で、前記試料室内の試料を前記Ｘ線源からのＸ線の照射位置へ位置決めするための移動調整機構と、を備えた構成としてある。

【0022】

ここで、支持部は、気密ケースユニットを支持する第１支持部と、試料収容ユニットを支持する第２支持部とを有し、これら第１，第２支持部により試料室内の試料の中心軸を水平配置し、かつ第２支持部により当該試料の中心軸と直交する軸を水平配置する構成とすることができる。

【0023】

次に、本発明に係る加圧分析システムは、上述した構成のＸ線回折装置と、加圧分析用構造体を収納して大気から遮断する気密装置と、加圧分析用構造体に収容した試料の圧力及び電気化学特性を気密装置の外部で計測するための計測機器と、を備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0024】

以上説明したように、本発明によれば、大きな圧力で試料を均一に加圧した状態での分析評価を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の実施形態に係る加圧分析用構造体の外観を示す斜視図である。

【図2】本発明の実施形態に係る加圧分析用構造体の全体構造を示す図１のＡ－Ａ線断面図である。

【図3】本発明の実施形態に係る加圧分析用構造体の分解斜視図である。

【図4】本発明の実施形態に係る加圧分析用構造体を分解して示す図１のＡ－Ａ線断面図である。

【図5】試料収容ユニットの構成を示す分解斜視図である。

【図6】（ａ）（ｂ）は圧受け部材及び押圧部材の外径寸法と試料ホルダの内径寸法を全固体電池の外径寸法に合わせる構成を示す正面断面図である。

【図7】（ａ）（ｂ）はＸ線窓の周囲の切欠き構造とその作用効果を模式的に示す断面図である。

【図8】（ａ）（ｂ）はそれぞれ全固体電池の外側面へのＸ線の照射方法を示す模式図である。

【図9】本発明の実施形態に係るＸ線回折装置の外観を示す斜視図である。

【図10】（ａ）は本発明の実施形態に係るＸ線回折装置の試料ステージに設けた支持台を示す斜視図、（ｂ）は支持台により加圧分析用構造体を支持した状態を示す斜視図である。

【図11】本発明の実施形態に係る加圧分析システムの全体構造を模式的に示す構成図である。

【図12】（ａ）は温度調整・計測用セルを搭載した試料収容ユニットの外観を示す斜視図、（ｂ）は同じくＣ-Ｃ線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態では、分析対象となる試料を全固体電池とした場合の構成を示す。全固体電池は、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集電体層が配置された構成となっている。
本実施形態で試料とする全固体電池は、円柱状に加工してあり、その軸方向に圧力を受けた状態で分析される。なお、試料となる全固体電池は、円柱状に限らず、ブロック形状など他の形状に加工されていてもよい。いずれの形状であっても、圧力の作用方向に構成要素の各層が積層され、それら各層を外面（具体的には、外側面又は外周面）から測定できるようにしてある。

【0027】

リチウムイオン電池等の従来の電池は、電解質層が液状の電解質が用いられていたが、近年開発が進む全固体電池では、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、充放電に伴う膨張収縮により、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、または内部クラックなどが生じやすく、これらの現象が生じた場合に電池として正常に機能をしなくなってしまう。そこで、この種の全固体電池を試料として分析評価を実施する場合には、全固体電池を加圧状態で保持し、充放電に伴う導電パスの確保や、膨張収縮を抑制する必要がある。

【0028】

また、全固体電池を構成する各要素は、水分や空気に反応する材料である。そこで、一般に、加圧分析用構造体を組み立てる作業は、高純度のアルゴンガス（不活性ガス）雰囲気下にしたグローブボックス（ＧＢ）の内部空間などで行われる。
そして、加圧分析用構造体の内部に密閉状態で収容した全固体電池に対し、大気中でＸ線回折装置を用いて、分析評価が実行される。ここで、Ｘ線回折装置は、汎用性が高い反射型Ｘ線回折装置を用いて、分析評価できることが好ましい。
以下に説明する本実施形態に係る加圧分析用構造体は、上述したこれらの条件をすべて満足する構成となっている。

【0029】

まず、本実施形態に係る加圧分析用構造体について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本実施形態に係る加圧分析用構造体の外観を示す斜視図、図２は同じく加圧分析用構造体の全体構造を示す図１のＡ－Ａ線断面図である。さらに、図３は本実施形態に係る加圧分析用構造体の分解斜視図、図４は同じく図１のＡ－Ａ線分解断面図である。

【0030】

加圧分析用構造体は、図３及び図４に示すように、試料収容ユニット１０、加圧ユニット３０、気密ケースユニット４０の各ユニットを構成要素に含んでいる。加圧ユニット３０は、試料収容ユニット１０の開口する一端面側（図の下端面側）に装着される。
分析対象となる全固体電池Ｓ（試料）は、試料収容ユニット１０内に収容され、密閉状態で大気から遮断される。

【0031】

図５は試料収容ユニットの構成を示す分解斜視図である。
図２乃至図５に示すように、試料収容ユニット１０は、収容ユニット本体１１、圧受け部材２１、押圧部材２２、試料ホルダ２３の各構成要素を含んでいる。収容ユニット本体１１は、一端が開口し、他端が閉塞した有底円筒状に形成してある。収容ユニット本体１１の内部は、開口する一端面から中心軸に沿って横断面円形状の中空部となっている。この中空部は、全固体電池Ｓを収容して配置するため試料室を形成する。この中空部の内底部（すなわち、他端の内壁部）は、後述する加圧ユニット３０からの圧力を受ける圧受け部１２を構成する。この圧受け部１２は凹溝により形成してあり、この圧受け部１２（凹溝）に圧受け部材２１が挿脱自在に嵌め込まれる。

【0032】

押圧部材２２は、後述する加圧ユニット３０からの圧力を全固体電池Ｓに作用させるための圧力伝達手段としての機能を有している。この押圧部材２２は、後述する加圧ユニット３０の加圧機構を構成する要素として扱うこともできる。

【0033】

試料ホルダ２３は、円筒形状に形成してあり、収容ユニット本体１１の中空部に嵌め込んだ状態で、締結具を用いて収容ユニット本体１１に装着される。試料ホルダ２３の内部には、図４に示すように、中心軸に沿って伸びる横断面円形状の中空部２３ａが形成してあり、この中空部２３ａの内壁が全固体電池Ｓを収容ユニット本体１１の内部に収容して配置する際の案内経路を構成する。さらに、試料ホルダ２３の中空部２３ａ内において、後述するＸ線窓１４と対向する位置が試料配置部２３ｂとなっており、全固体電池Ｓはこの試料配置部２３ｂに配置される。

【0034】

図２に示すように、円柱状の全固体電池Ｓは、試料ホルダ２３の内壁に沿ってその中空部２３ａ内に挿入され、その内部で圧受け部材２１と押圧部材２２とに挟まれて試料配置部２３ｂに配置される。そして、押圧部材２２を介して加圧ユニット３０からの圧力が全固体電池Ｓに作用する。圧受け部材２１は、押圧部材２２の対向位置でこの圧力を受け止める。すなわち、全固体電池Ｓは、圧受け部材２１と押圧部材２２に挟まれた状態で加圧される。この構成により、大きな圧力を全固体電池Ｓに作用させることができる。

【0035】

ここで、圧受け部材２１とこれを内底部で支持する収容ユニット本体１１は、加圧ユニット３０からの圧力に十分耐え得る硬度と剛性を備えた金属材料で製作してあり、全固体電池Ｓを偏りなく均一に加圧できる構造となっている。同様に、押圧部材２２も加圧ユニット３０からの圧力に十分耐え得る硬度と剛性を備えた金属材料で製作してある。
また、収容ユニット本体１１、圧受け部材２１、押圧部材２２を形成する金属材料は、全固体電池Ｓを充放電するために導電性を有するものを選定する。なお、全固体電池Ｓを充放電する構造については後述する。
一方、試料ホルダ２３は、全固体電池Ｓを構成する各要素間の短絡を防止するために絶縁材料で構成してある。

【0036】

さらに、圧受け部材２１は、段付きの円柱形状に加工され、その一端面が全固体電池Ｓの一端面と面接触する平坦な圧受け面を形成している。また、押圧部材２２は円柱状に加工され、その一端面が全固体電池Ｓの他端面と面接触する平坦な押圧面を形成している。
これにより、圧受け部材２１と押圧部材２２が、全固体電池Ｓの両端面にそれぞれ面接触して、いっそう偏りなく均一に全固体電池Ｓを加圧することができる。

【0037】

また、圧受け部材２１、押圧部材２２、試料ホルダ２３は、円柱状に加工された全固体電池Ｓの外径寸法に合わせた外径寸法や内径寸法に製作してある。試料ホルダ２３の内径を全固体電池Ｓの外径寸法に合わせることで、全固体電池Ｓをずれることなく（偏心することなく）試料配置部２３ｂへ配置することができる。

【0038】

外形寸法の異なる二種類の全固体電池Ｓを分析対象とする場合は、圧受け部材２１を段付きの円柱形状とし、一方の端面の外径寸法を一方の全固体電池Ｓの外径寸法に合わせるとともに、他方の端面の外径寸法を他方の全固体電池Ｓの外径寸法に合わせて形成することが好ましい。この圧受け部材２１は、試料収容ユニット１０の内壁に形成した凹溝の圧受け部１２は、圧受け部材２１の全長よりも浅い深さに形成し、いずれの端面を外向きにしても当該外側の端面が圧受け部１２の凹溝から露出して嵌め込むことができる構成とする。

【0039】

また、圧受け部材２１は、分析対象となる全固体電池Ｓの長さ寸法に合わせて、全固体電池Ｓの全体が後述するＸ線窓１４に対向して試料配置部２３ｂに配置されるように、長さ寸法を調整してある。圧受け部材２１にいずれの端面２１ａ又は２１ｂを全固体電池Ｓに接触させても、全固体電池Ｓは試料配置部２３ｂに配置される。

【0040】

このように構成すれば、圧受け部材２１の向きを変えて圧受け部１２の凹溝に嵌め込むだけで、外径寸法の異なる二種類の全固体電池Ｓを、１つの圧受け部材２１により支持して試料配置部２３ｂに配置することが可能となる。

【0041】

例えば、図６（ａ）に示すように、外径寸法の大きい一つ目の試料電池Ｓに対しては、その外径寸法Ｄ１に合わせて、圧受け部材２１の一方の端面２１ａの外径を加工するとともに、当該外径寸法Ｄ１に合わせて外径を加工した押圧部材２２と、当該外径寸法Ｄ１に合わせて中空部２３ａの内径を加工した試料ホルダ２３とを用意すればよい。
また、図６（ｂ）に示すように、外径寸法の小さい二つ目の試料電池Ｓに対しては、その外径寸法Ｄ２に合わせて、圧受け部材２１の他方の端面２１ｂの外径を加工するとともに、当該外径寸法Ｄ２に合わせて外径を加工した押圧部材２２と、当該外径寸法Ｄ２に合わせて中空部２３ａの内径を加工した試料ホルダ２３とを用意すればよい。
なお、試料ホルダ２３の中空部２３ａの内径寸法は、試料電池Ｓが滑らかに挿入できるように寸法公差を考慮すべきことは勿論である。

【0042】

なお、複数の異なる厚みの圧受け部材２１を用意しておき、全個体電池Ｓの厚みや、その測定箇所に応じて、適宜付け替えて使用する構成としてもよい。

【0043】

収容ユニット本体１１には、図１乃至図５に示すように、全固体電池Ｓへの圧力の作用方向（全固体電池Ｓの軸方向）と交差する方向（具体的には、直交する径方向）に、Ｘ線窓１４が設けてある。具体的には、収容ユニット本体１１には、外周面から内部に貫通する段付きの切欠き溝１３が形成してある。この切欠き溝１３は、段部から外周面までの幅を、段部から内部までの幅よりも広く形成してある。そして、切欠き溝１３内の段部にＸ線窓１４を設けた構成となっている。

【0044】

このように構成することで、試料電池ＳとＸ線窓１４の距離を短くすることができ、全固体電池ＳからのＸ線回折線をＸ線検出器で効率的に検出し、高強度測定が可能になる。すなわち、Ｘ線回折測定に際して、全固体電池Ｓの外側面（外周面）に向けてＸ線が入射される。このとき、全固体電池ＳとＸ線窓１４との間の距離の関係により、測定で得られるＸ線の強度に影響が生じる。
例えば、図７（ａ）に示すように、全固体電池Ｓの外側面（外周面）とＸ線窓１４との間の距離が短い場合は、例えば全固体電池Ｓの所定の点から反射してきた回折Ｘ線を取り出し可能な角度Ａを大きく確保でき、よって全固体電池Ｓから反射してきた回折Ｘ線をＸ線検出器１０２で効率的に検出し、高強度測定が可能になる。
一方、図７（ｂ）に示すように、全固体電池Ｓの外側面（外周面）とＸ線窓１４との間の距離が長い場合は、全固体電池Ｓの同じ所定の点から反射してきた回折Ｘ線を取り出し可能な角度Ａが小さくなってしまい、Ｘ線検出器１０２に入射する回折Ｘ線の強度が低下する。
ここで、図７（ａ）（ｂ）は、図１におけるＢ-Ｂ線断面を模式的に描いた図であり、試料ホルダ２３等の構成要素は省略してある。また、図中の回折Ｘ線は、全固体電池Ｓの外側面（外周面）におけるＸ線の照射点から反射してきた回折Ｘ線を模式的に示してしている。

【0045】

また、切欠き溝１３内の段部にＸ線窓１４を設けて密閉部材１５を配置することで、オペレーターが作業時に誤って密閉部材１５に触れてしまう不都合を回避し、密閉部材１５の破損を有効に防止することができる。
さらに、切欠き溝１３内の段部の面を利用して密閉部材１５を貼り付けることで、Ｘ線窓１４を容易且つ確実に閉塞することができ、組立て作業の容易化を図ることができる。

【0046】

既述した試料ホルダ２３において、この切欠き溝１３（すなわち、Ｘ線窓１４）と対向する部位には、図５に示すように中空部２３ａに至る切欠き部２３ｃを形成してあり、中空部２３ａに設定した試料配置部２３ｂがこの切欠き部２３ｃを通してＸ線窓１４と対向するようにしてある。これにより、試料配置部２３ｂに配置した全固体電池Ｓの外側面（外周面）をＸ線窓１４に対して露出させることができる。

【0047】

ここで、Ｘ線窓１４は、Ｘ線回折装置によるＸ線回折測定の実施を前提として、外部に設けたＸ線源からのＸ線を取り込み全固体電池Ｓに照射するとともに、全固体電池Ｓから反射してくる回折Ｘ線を、外部に設けたＸ線検出器に向けて出射することができるように、広い角度範囲に延在して形成してある。これにより、反射式のＸ線回折測定を実行することが可能となる。
なお、Ｘ線窓１４は、Ｘ線源からのＸ線を取り込み全固体電池Ｓに照射するためのＸ線窓と、全固体電池Ｓから反射してくる回折Ｘ線を、外部に設けたＸ線検出器に向けて出射するためのＸ線窓とを、別々に設けてもよい。

【0048】

また、Ｘ線窓１４は、密閉部材１５により閉塞してある。密閉部材１５は、Ｘ線を透過率が高く、空気等の気体の透過が小さい材料（例えば、ベリリウム）で形成してある。この密閉部材１５により収容ユニット本体１１の内部を気密状態とし、Ｘ線窓１４からの大気の侵入を防止することができる。

【0049】

Ｘ線窓１４は、試料配置部２３ｂに配置された全固体電池Ｓの外側面（外周面）に対向して設けてあるので、全固体電池Ｓの外側面（外周面）に向けてＸ線が照射される。ここで、全固体電池Ｓの外側面（外周面）は、全固体電池Ｓを構成する複数の要素の積層状態を観察できる外面である。よって、Ｘ線窓１４を通して、当該複数の要素の積層状態を観察できる外面にＸ線を照射することができる。
これにより、図８（ａ）に示すように、全固体電池Ｓを構成する複数の要素（例えば、電解質層Ｓ１、電極活物質層Ｓ２、集電体層Ｓ３）の全体にＸ線を照射する光学条件で、これら各要素を一括して分析評価することが可能となる。また、図８（ｂ）に示すように、全固体電池Ｓを構成する一部の要素にのみＸ線を照射する光学条件で、当該一部の要素を個別に分析評価することもできる。

【0050】

ここで、既述した圧受け部材２１は、Ｘ線窓１４との関係において、全固体電池Ｓの全体（厚さ方向の全体）がＸ線窓１４と対向して配置されるように、少なくとも圧受け部材２１の端面がＸ線窓１４と対向する位置に突き出して配置することが好ましい。また、全固体電池Ｓの厚さ方向の中心部が、Ｘ線窓１４の中心と対向する位置に配置されるよう圧受け部材２１の厚さ寸法を調整することが好ましい。このように調整することで、全固体電池Ｓから反射してくる回折Ｘ線の取出し角度を最大化することができる。

【0051】

図２乃至図４に戻り、加圧ユニット３０は、試料収容ユニット１０の中空部内（詳しくは、試料ホルダ２３の中空部２３ａ内）に収容された全固体電池Ｓに圧力を作用させる機能を有している。
この加圧ユニット３０は、円筒状の胴体部を有している。胴体部は、外側胴体部３０Ａと内側胴体部３０Ｂとで構成してあり、円筒状の外側胴体部３０Ａの内部（中空部内）に、同じく円筒状の内側胴体部３０Ｂを嵌め込み、ボルト等の締結具５０によって固定することで一体化してある（図４参照）。

【0052】

ここで、外側胴体部３０Ａは、電気的な絶縁性を有し、かつ加圧力の反作用に耐え得る強度と気密性を有した合成樹脂材料（例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶｄＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリエスチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、メタクル・スチレン共重合体（ＭＳ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）、三フッ化塩化エチレン（ＰＣＴＦＥ）、四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）などで形成してある。一方、内側胴体部３０Ｂは、加圧力の反作用に耐え得る強度を有した金属材料で形成してある。

【0053】

内側胴体部３０Ｂの内周面は、図４に示すように段付き形状に形成してあり、内径の小さい後部の内周面にナット部３１が形成してある。このナット部３１には、一本のボルト部材３２が螺合する。ボルト部材３２は、試料収容ユニット１０の中空部内に収容された全固体電池Ｓに圧力を作用させるための加圧機構を構成する。また、このボルト部材３２は、後述するように全固体電池Ｓへの充電及び放電を行うための導通経路を形成する。そのため、全固体電池Ｓに高い圧力を加圧する強度を有し、かつ導電性を有した金属材料で形成してある。

【0054】

内側胴体部３０Ｂにおける内径の大きな前部の内周面には、圧力伝達部材３３が摺動自在に嵌め込んであり、この圧力伝達部材３３に圧力測定手段としてのロードセル３４が組み込んである。ロードセル３４は、ボルト部材３２のねじ込みによって生じた圧力を計測して、その計測値を示す電気信号を出力棒３４ａ（出力部）に経由して、図示しない圧力表示器に出力する。このようにして圧力を計測することで、全固体電池Ｓに作用する圧力と、全固体電池Ｓの充放電に伴う結晶構造の変化との相関関係を分析・評価することが可能となる。
この圧力伝達部材３３とロードセル３４も、後述するように全固体電池Ｓへの充電及び放電を行うための導通経路を形成する。そのため、導電性を有した金属材料で形成してある。
なお、圧力測定手段としては、ロードセルに限定されるものではなく、例えば、ロードセルの代わりにトルクレンチを用いて、ボルト部材３２に作用するトルクから圧力を求めることもできる。

【0055】

図２に示すように、加圧ユニット３０は、試料収容ユニット１０の一端面側（図の下端面側）に装着する。そして、試料収容ユニット１０の中空部内（詳しくは、試料ホルダ２３の中空部２３ａ内）には、円柱状に形成された押圧部材２２を挿入する。
この押圧部材２２は、ロードセル３４と全固体電池Ｓの間に介在し、ボルト部材３２からの押圧力をもって全固体電池Ｓを圧受け部材２１の方向へ押圧する機能を有している。すなわち、ボルト部材３２のねじ込み操作に伴い、圧力伝達部材３３、ロードセル３４及び押圧部材２２を介して、全固体電池Ｓに押圧力が作用して、全固体電池Ｓが圧受け部材２１に押し付けられる。
これにより、全固体電池Ｓを加圧することができる。その加圧値は、圧力表示器（図示せず）の表示を参照しながら、ボルト部材３２のねじ込み量を調整することで、任意に設定することができる。

【0056】

ここで、押圧部材２２も、後述するように全固体電池Ｓへの充電及び放電を行うための導通経路を形成する。そのため、既述したように導電性を有した金属材料で形成してある。

【0057】

図２乃至図４に示すように、気密ケースユニット４０は、有底円筒状に形成してあり、開口する一端面側（図の上端面側）が、加圧ユニット３０の他端面側（図の下端面側）に装着される。このように、加圧ユニット３０の他端面側に気密ケースユニット４０を装着することで、当該他端面側の周囲が、気密ケースユニット４０により密閉されて大気と遮断される。

【0058】

加圧ユニット３０に設けたボルト部材３２の頭部は、同ユニット３０の他端面側に露出しており、気密ケースユニット４０の中空部内に配置される。気密ケースユニット４０の中空部内は密閉空間となっているので、ボルト部材３２とナット部３１が噛み合う部分の僅かな隙間を経由しての、試料収容ユニット１０内への空気の侵入を阻止することができる。

【0059】

気密ケースユニット４０は、電気的な絶縁性を有する合成樹脂材料（例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶｄＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリエスチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、メタクル・スチレン共重合体（ＭＳ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）、三フッ化塩化エチレン（ＰＣＴＦＥ）、四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）などで形成してある。

【0060】

さて、上述した試料収容ユニット１０の開口する一端面側（図の下端面側）には雄ねじ部１６が設けてあり、一方、この一端面側に装着される加圧ユニット３０の一端面側（図の上端面側）には雌ねじ部３５が設けてある。そして、これら雄ねじ部１６と雌ねじ部３５とを螺合し、ねじ込み操作することによって、加圧ユニット３０の一端面側を試料収容ユニット１０の一端面側に装着する構造となっている。

【0061】

また、上述した加圧ユニット３０の他端面側（図の下端面側）には第２雄ねじ部３７が設けてあり、一方、この他端面側に装着される気密ケースユニット４０の一端面側（図の上端面側）には第２雌ねじ部４１が設けてある。そして、これら第２雄ねじ部３７と第２雌ねじ部４１とを螺合し、ねじ込み操作することによって、気密ケースユニット４０の一端面側を加圧ユニット３０の他端面側に装着する構造となっている。

【0062】

このように、雌雄一対のねじ部をねじ込み操作するだけの簡単な作業で、加圧ユニット３０を試料収容ユニット１０に装着して、全固体電池Ｓを収容した試料収容ユニット１０と加圧ユニット３０との間を密閉することができる。同様に、雌雄一対のねじ部をねじ込み操作するだけの簡単な作業で、気密ケースユニット４０を加圧ユニット３０に装着して、ボルト部材３２（加圧機構）が露出する加圧ユニット３０の他端面側の周囲を密閉することができる。
したがって、作業者は、グローブを介したグローブボックス外部からの組み立て作業であっても、容易にその作業を行うことができる。

【0063】

これらのねじ込み操作に特別な工具は必要とせず、例えば、ねじ込み対象となる一方のユニットを固定しておき、他方のユニットを把持して人力で容易にねじ込み操作をすることができる。
なお、本実施形態では、図３に示すように、試料収容ユニット１０、加圧ユニット３０、気密ケースユニット４０の各外周面に、ねじ込み操作用の操作棒５２を設けてある。この操作棒５２は、１８０°隔てて外径方向に２本突き出して設けてある。作業員はこの操作棒５２を手で回すだけで、上記の各ねじ込み操作をいっそう容易に行うことが可能となる。

【0064】

なお、雄ねじ部１６は、金属製の試料収容ユニット１０に形成してあるので、これに螺合する雌ねじ部３５も、図３に示すように、金属環３６の内周面に形成し、この金属環３６を合成樹脂製の加圧ユニット３０の外側胴体部３０Ａにボルト等の締結具５０により取り付けた構成としてある。これにより、雄ねじ部１６と同等の耐摩耗性や強度等を雌ねじ部３５に付与することができる。

【0065】

また、加圧ユニット３０の一端面側に密着する試料収容ユニット１０一端面には、Ｏリング５１が設けてある。さらに、加圧ユニット３０の他端面側に密着する気密ケースユニット４０の一端面にも、密閉部材１５としてのＯリング５１が設けてある。これらのＯリング５１を介在させることで、人手によるねじ込み操作だけでも、各ユニットの相互間を容易に密閉することが可能となる。

【0066】

図１に戻り、本実施形態の加圧分析用構造体は、外部に第１電極端子２６と第２電極端子４２を備えている。

【0067】

第１電極端子２６は、収容ユニット本体１１の外面にボルト等の締結具５０によって固定してある。既述したように、収容ユニット本体１１及び圧受け部材２１は、導電性を有する金属材料で形成してある。したがって、図２に示すように、収容ユニット本体１１及び圧受け部材２１を介して、第１電極端子２６が全固体電池Ｓの一方の集電体層と電気的に導通した状態となる。

【0068】

第２電極端子４２は、気密ケースユニット４０の外周面にボルト等の締結具５０によって固定してある。気密ケースユニット４０の内部には、この第２電極端子４２と電気的に導通する導電部材４３が配置してある。この導電部材４３は、ばね性を有する金属板で形成してあり、気密ケースユニット４０を加圧ユニット３０に装着したとき、ボルト部材３２の頭部が、この導電部材４３に当接するように位置決めしてある。

【0069】

したがって、図２に示すように、第２電極端子４２は、導電部材４３、ボルト部材３２（又は内側胴体部３０Ｂ）、圧力伝達部材３３、ロードセル３４、押圧部材２２で形成した導通経路を介して、全固体電池Ｓの他方の電極活物質層と電気的に導通した状態となる。

【0070】

よって、これらの第１電極端子２６と第２電極端子４２の間に電気を流すことで、試料収容ユニット１０の内部に収容された全固体電池Ｓを充電することができ、またこれらの電極端子の間を、抵抗を介在させて導通することで、全固体電池Ｓを放電することができる。

【0071】

図２に示すように、第１電極端子２６と第２電極端子４２の間は、加圧ユニット３０における合成樹脂製の外側胴体部３０Ａと、同じく合成樹脂製の気密ケースユニット４０とによって絶縁されている。

【0072】

次に、本発明の実施形態に係るＸ線回折装置について説明する。
図９は本実施形態に係るＸ線回折装置の外観を示す斜視図であり、図１０はそのＸ線回折装置に設けた試料ステージの構成を示す斜視図である。
Ｘ線回折装置は、Ｘ線源１０１から放射されたＸ線を試料（全固体電池Ｓ）の表面に照射したとき、試料の結晶構造に応じて所定の角度に反射してくる回折Ｘ線をＸ線検出器１０２で検出することにより、試料を分析する装置である。かかるＸ線回折装置の基本構造は、既に周知であるため詳細な説明は省略する。

【0073】

図９に示すように、本実施形態に係るＸ線回折装置は、Ｘ線源１０１及びＸ線検出器１０２に加え、上述した構成の加圧分析用構造体１と、この加圧分析用構造体１を配置するための試料ステージ１０３と、を構成要素に含んでいる。
試料ステージ１０３には、加圧分析用構造体１の外面を配置する支持台１０４が固定してある。支持台１０４は、図１０（ａ）に示すように、Ｖ字形状（又は円弧状）の支持溝１０５ａが形成された支持脚１０５（第１支持部）と、支持溝１０６ａが形成された左右一対の支持脚１０６（第２支持部）とを備えている。これらの支持脚１０５，１０６が、加圧分析用構造体１を支持するための支持部を構成している。

【0074】

また、試料収容ユニット１０に設けた一対の操作棒５２は、一対の支持溝１０６ａに配置する被支持部として機能している。そして、図１０（ｂ）に示すように、加圧分析用構造体１の後端部分（気密ケースユニット４０部分）を支持溝１０５ａの上に配置するとともに、Ｘ線窓１４が形成される試料収納ユニット１０の２本の操作棒５２を、それぞれ支持溝１０６ａの上に配置することで、試料収容ユニット１０内に収容支持されている全個体電池Ｓの中心軸が水平配置される。さらに、試料収容ユニット１０に設けた一対の操作棒５２を、一対の支持溝１０６ａにより支持することで、試料収容ユニット１０内に収容支持されている全個体電池Ｓの中心軸と直交する軸が水平配置される。この全個体電池Ｓの中心軸とそれに直交する軸を含む仮想平面が測定基準平面となり、水平配置されたこの測定基準平面に対してθ－２θの関係をもってＸ線回折測定が続行される。

【0075】

試料ステージ１０３は、支持台１０４を水平面上の２方向（Ｘ-Ｙ方向）と高さ方向（Ｚ方向）に移動させる移動調整機構１０７を搭載している。この移動調整機構１０７により、加圧分析用構造体１内の全固体電池Ｓが、Ｘ線源１０１からのＸ線の照射位置へ位置決めされる。
加圧分析用構造体１のＸ線窓１４は、支持台１０４上で上向きに配置され、Ｘ線源１０１からのＸ線がこのＸ線窓１４を通して全固体電池Ｓに照射される。そして、全固体電池Ｓから反射してきた回折Ｘ線が、Ｘ線窓１４を通してＸ線検出器１０２で検出される。

【0076】

次に、本発明の実施形態に係る加圧分析システムについて説明する。
図１１は本実施形態に係る加圧分析システムの全体構造を模式的に示す構成図である。
加圧分析システムは、上述したＸ線回折装置２と、加圧分析用構造体１を収納して長期間大気から遮断する気密装置３と、加圧分析用構造体１に収容した全固体電池Ｓ（試料）の圧力及び電気化学特性を気密装置３の外部で計測するための計測機器４とを構成要素に含んでいる。

【0077】

気密装置３は、加圧分析用構造体１を収納できる内部空間３ａを有している。その内部空間３ａは大気を遮断する密閉空間を形成している。内部空間３ａは、配管３ｂを介して真空ポンプ（図示せず）に連通し、真空ポンプの稼働により真空引きされる構成となっている。気密装置３には真空計３ｃが組み込まれ、この真空計３ｃにより、内部空間３ａ内の真空度を常時測定している。
なお、気密装置３は、加圧分析用構造体１に設置している全固体電池Ｓを少なくとも測定を継続している間、大気を遮断できる程度の真空度にする機能か、高純度のアルゴンガス（不活性ガス）を充填する機能を備えていればよい。

【0078】

計測機器４は、加圧分析用構造体１が備えるロードセル３４からの信号を入力して、全固体電池Ｓの加圧状態を計測する機能を有している。また、第１電極端子２６及び第２電極端子４２に接続されて、全固体電池Ｓが充放電される状況を計測する機能も有している。さらに、後述する温度センサ２０２に接続されて、全固体電池Ｓの温度を計測する機能を設けることも可能である。

【0079】

加圧分析用構造体１を気密装置３の内部空間３ａに収納し、計測機器４により全固体電池Ｓの圧力及び電気化学特性を計測する。そして、計測値に変化が現れたときに、加圧分析用構造体１を気密装置３から取り出して、Ｘ線回折装置２の試料ステージ１０３に配置し、Ｘ線回折測定を実行する。このような手順で全固体電池Ｓを分析することで、Ｘ線回折装置２を長時間占有する必要がなくなり、効率的に分析評価を進めることが可能となる。

【0080】

次に、本発明に係る加圧分析用構造体の他の実施形態について説明する。
図１２は温度調整・計測用セルを搭載した試料収容ユニットの構成を示す図である。同図に示すように、試料収容ユニット１０に温度調整・計測用セル２００を搭載してもよい。温度調整・計測用セル２００は、ヒータ２０１と温度センサ２０２を含んでいる。ヒータ２０１は、試料収容ユニット１０内に収容された全固体電池Ｓの温度を調整するための温度調整部材として機能し、温度センサ２０２は、その全固体電池Ｓの温度を測定するための温度測定部材として機能する。

【0081】

ヒータ２０１は、収容ユニット本体１１における外部に露出する端面に重ねて配置し、その表面を断熱材からなる押え部材２０３で被覆して、ボルト等の締結具５０により収容ユニット本体１１に固定されている。
また、温度センサ２０２は、収容ユニット本体１１の中央部に設けた軸方向のねじ溝２０４に埋め込み、圧受け部１２の近傍に先端を配置してある。図１２（ｂ）では、圧受け部材を用いず、圧受け部１２を中空部２３ａ側に突き出して、この圧付け部１２に全個体電池Ｓを接触させているが、先の実施形態と同様に、圧受け部材２１を介在させてもよい。

【0082】

ヒータ２０１からの熱は、収容ユニット本体１１の圧受け部１２を経由して、全固体電池Ｓの一端面に伝わっていく。室温でイオン導電率が低い全固体電池Ｓ等は、加圧しただけでは導電パスが確保できないことがある。その場合は、ヒータ２０１により全固体電池Ｓを加熱することで、充放電に伴う導電パスを確保することができる。全固体電池Ｓの温度は、温度センサ２０２により計測され、その計測値に基づいて、図示しない温度制御装置によりヒータ２０１が制御されて、全固体電池Ｓを所望の温度に調整する。

【0083】

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施や応用実施が可能なことはもちろんである。
例えば、本発明の加圧分析用構造体は、電解質に固体あるいはゲル状の電解質を用いた各種電池の分析評価に適用することができる。さらには、既述したとおり、各種の試料に対する加圧した状態での分析評価に適用することができる。

【0084】

また、本発明の加圧分析用構造体を構成する各要素の形状は、上述した実施形態に示した形状に限定されるものではない。例えば、試料収容ユニット１０は有底円筒状に限定されず、加圧ユニット３０は円筒状に限定されず、気密ケースユニット４０は有底円筒状に限定されるものではなく、それぞれ必要に応じて他の形状に製作してもよい。

【0085】

また、上述した実施形態では圧受け部材２１を備えていたが、これを省略して、収容ユニット本体１１の圧受け部１２を凸形状に形成し、当該圧受け部１２により全固体電池Ｓを支持する構成としてもよい。図１２（ｂ）に示した他の実施形態では、圧受け部材２１を省略した構造としてある。

【0086】

また、本発明に係る加圧分析用構造体の組み立てに、グローブボックスは必須ではなく、全固体電池の種類によってはグローブボックスを使用しない組み立ても可能である。

【0087】

試料収容ユニット、加圧ユニット、気密ケースユニットや、それらの構成要素は、上述した実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、各構成要素のいずれの部位を導電性又は絶縁性を有する材料で構成するかは、各電極端子の設置個所などに応じて、適宜設計変更することができる。

【符号の説明】

【0088】

Ｓ：全固体電池（試料）、１：加圧分析用構造体、２：Ｘ線回折装置、３：気密装置、３ａ：内部空間、３ｂ：配管、３ｃ：真空計、４：計測機器、
１０：試料収容ユニット、１１：収容ユニット本体、１２：圧受け部、１３：切欠き溝、１４：Ｘ線窓、１５：密閉部材、１６：雄ねじ部、２１：圧受け部材、２２：押圧部材、２３：試料ホルダ、２３ａ：中空部、２３ｂ：試料配置部、２３ｃ：切欠き部、２４：ヒータ、２５：熱電対、２６：第１電極端子、
３０：加圧ユニット、３０Ａ：外側胴体部、３０Ｂ：内側胴体部、３１：ナット部、３２：ボルト部材、３３：圧力伝達部材、３４：ロードセル、３４ａ：出力棒（出力部）、３５：雌ねじ部、３６：金属環、３７：第２雄ねじ部、
４０：気密ケースユニット、４１：第２雌ねじ部、４２：第２電極端子、４３：導電部材、
５０：締結具、５１：Ｏリング、５２：操作棒、
１０１：Ｘ線源、１０２：Ｘ線検出器、１０３：試料ステージ、１０４：支持台、１０５，１０６：支持脚、１０５ａ，１０６ａ：支持溝、１０７：移動調整機構、
２００：温度調整・計測用セル、２０１：ヒータ、２０２：温度センサ、２０３：押え部材、２０４：ねじ溝

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】