顕微鏡は電池のさまざまな検査次元を支援
17世紀に誕生した光学顕微鏡は、可視光の波長を利用して物体をミクロン単位の解像度で拡大し、生命科学、材料科学などの分野で広く利用されています。電池分野では、電極構造を観察し、電極の欠陥やリチウムデンドライトの成長を検出し、電池の研究開発に貴重なデータを提供することができます。しかし、可視光の波長の制限により観察範囲が限られており、これは電子顕微鏡で十分に解決されています。
1931年に導入された電子顕微鏡は、電子ビームを使用して物体を300万倍に拡大し、ナノメートルの解像度を実現します。電子顕微鏡の解像度が高いため、電池の研究開発では、さまざまなプローブを使用して、多次元情報（組成、特性情報、粒子サイズ、組成比など）を取得し、正極材料と負極材料、導電剤、接着剤、ダイヤフラムなどの微細構造の検出（材料の形態、分布状態、粒子サイズ、欠陥の有無などの観察）を実現できます。
▲ 電池の正極・負極材、導電剤、バインダー、ダイヤフラムのSEM画像 出典：Zeiss（Zeiss電子顕微鏡でテスト）
走査型電子顕微鏡は、その高解像度により、材料の表面形態を明確に反映して記録することができるため、材料の形態を特徴付ける最も便利な手段の1つとなっています。
バッテリー検査: 2D から 3D へ
2D 平面検査はシンプルで効果的ですが、偏りが生じる場合があります。3D イメージングにより、開発者はより直感的な検査結果を得ることができ、バッテリー開発の効率とパフォーマンスが向上します。
特に、ツァイスXradia VersaシリーズなどのX線顕微鏡技術は、電池内部の高解像度3D非破壊画像化を可能にし、電極粒子と細孔、隔膜と空気などを区別し、プロセスを大幅に簡素化して時間を節約できます。
▲細胞内部の高解像度画像（サンプル全体をスキャン - 関心領域を選択 - ズームインして高解像度画像を実行）提供元：ZEISS（ZEISS XRadia VersaシリーズX線顕微鏡でテスト）
これを基に、ZEISSはより多くの情報を取得し、より詳細な情報を提供できる4次元組織進化特性評価方法を導入しました。
次世代の集束イオンビーム（FIB）技術は、さらに高解像度の分析が必要な場合に好まれる選択肢です。FIBとSEMを組み合わせることで、ナノスケールでのサンプルの微細加工と観察が可能になります。ツァイスとサーモフィッシャーは、ともに関連顕微鏡製品を発売しています。
4. 原位置細胞試験とマルチテクノロジー関連アプリケーション
多くの場合、1 つのテスト方法では材料の特性を完全に把握することはできません。そのため、業界ではさまざまなテスト機器を組み合わせて複数の方法の相関関係を実現し、テスト中に多次元の情報を取得して、結果をより直感的に得られるようにしています。
当初、マルチメソッド相関の出発点は、テスト対象物を異なる解像度で観察する必要性でした。CT→X線顕微鏡→FIB-SEMを使用して、領域を選択し、徐々にズームインすることで、より包括的で正確な情報が得られ、迅速な位置決めが実現し、テストがより効率的になります。
▲アノード材料のマルチスケール相関解析
現場でのマルチスケール分析を実現するために、WITec（ドイツ）、Tescan（チェコ共和国）、Zeissなどは、ラマンイメージングとSEM技術を組み合わせたアプリケーションを実現するRISEシステムを発売しました。細胞表面トポグラフィー（SEM）、元素分布（EDS）、電極材料の分子組成情報（ラマンマッピング）を組み合わせることで、
