JP6507742B2 - 試料切り替え装置 - Google Patents

Description

本発明は、充放電過程における二次電池の電子状態や構造変化などを測定するために用いて好適な試料切り替え装置に関する。

二次電池のなかでも、特にリチウムイオン二次電池は、エネルギー密度が高く、作動電圧が高い電池として知られている。リチウムイオン二次電池は、携帯電話やノート型パーソナルコンピュータといった携帯型の電子機器のほか、ハイブリッド自動車や電気自動車の電源などに広く用いられている。

一般に、リチウムイオン二次電池は、正極活物質を主要構成成分とする正極と、負極活物質を主要構成成分とする負極と、正極と負極を分離するセパレータと、非水系電解質などから構成されている。これらの構成要素は、金属缶やアルミラミネートフィルムなどの外装材で封止されている。外装材に金属缶を用いたものはハードパック型と呼ばれ、アルミラミネートフィルムを用いたものはソフトパック型またはラミネートセルとも呼ばれている。

電池材料の開発においては、電池材料を評価するためにＸ線分析が採用されている。Ｘ線分析のなかでも、特に、Ｘ線回折（Ｘ−ｒａｙ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ：以下、ＸＲＤ）測定や、Ｘ線吸収微細構造（Ｘ‐ｒａｙ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｆｉｎｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ：以下、ＸＡＦＳと略す）測定は、結晶構造、構成元素それぞれの価数や局所構造（配位数、原子間距離）といった情報を与える分析手法であり、電池材料の評価に広く利用されている。

電池材料のＸ線分析の方法は、大別すると、ｅｘ−ｓｉｔｕ測定と、ｉｎ−ｓｉｔｕ測定とに分かれる。ｅｘ−ｓｉｔｕ測定は、充放電を行った電池セルを分解し、正極などの構成材料を取り出してＸ線分析を行うものである。ｉｎ−ｓｉｔｕ測定は、電池を分解せずに充放電を行ったままＸ線分析を行うものである。リチウムイオン二次電池などの非水系電解質を用いる二次電池の場合、ｅｘ−ｓｉｔｕ測定では、電池の外装材の中から正極などの構成材料を取り出して大気中に暴露すると、正極中の正極活物質の状態が変化してしまうことがある。このため近年では、実際の電池反応に近い状態を評価できるｉｎ−ｓｉｔｕ測定が主流になりつつある。

ｉｎ−ｓｉｔｕでのＸ線分析に関しては、たとえば非特許文献１に記載されているように、金属ベリリウムを用いたＸ線分析用の特殊な電気化学セルが開発され、電池材料の評価に利用されている。金属ベリリウムは、導電性があり、かつ、Ｘ線の透過率が高いことから、Ｘ線を透過する窓部の材料に用いられている。しかしながら、金属ベリリウムを窓部の材料に用いる場合は、（１）ベリリウムの酸化物が毒物であるため取り扱いが難しい、（２）電気化学セルの構造が複雑であるためセルの作製コストが高くなる、といった問題があった。

一方、特許文献１に記載されているように、アルミラミネートフィルムなどで外装した薄板状の電池（ラミネートセル）を対象に、直接、Ｘ線分析をする手法も採用されている。ラミネートセルは、正極、負極、外装などが十分に薄いため、Ｘ線を照射したときの透過率が高い。このため、ラミネートを分解せずに、そのままＸ線分析を実施することができる。この手法では、ラミネートセルの取り扱いが簡便であり、かつ、セルの作製コストが低いため、複数のセルを容易に作製できるというメリットがある。

特開平１１−２３０９１９号公報

M. N. Richard et al, J. Electrochem. Soc. 144, 554, (1997)

しかしながら、従来においては、ｉｎ−ｓｉｔｕでのＸ線分析に際して、単にラミネートセルを試料台等の上に立ててＸ線を透過させていたため、測定条件によっては次のような不具合が生じることがあった。すなわち、全体的に薄くて形状が変化しやすいラミネートセルを用いて、ｉｎ−ｓｉｔｕでのＸ線分析により二次電池の性能を評価する場合に、たとえば、４．８Ｖ程度の高い電圧で充放電を行うと、測定の途中で充放電が適切に行えなくなることがあった。具体的には、Ｘ線分析の分析データとして、たとえば、ラミネートセルのＸ線吸光度を示す測定データを取得する場合に、ラミネートセルの充放電を行っても、その充放電の状態が測定データに正しく反映されず、信頼性の高いＸ線分析を行うことができなくなる。その結果、ある時間以降は、電池の性能を正しく評価できないという不都合があった。

そこで本発明者は、測定の途中で充放電が適切に行えなくなる原因が次の点にあることを実験により確認した。すなわち、上記の高い電圧領域で充放電を行った場合は、電解液の分解や、正極活物質からの酸素の放出などにより、ラミネートセル内にガスが発生する。そうすると、電池内の圧力の上昇によってラミネートセルが膨らむ。その結果、正極と負極の電気的な接続状態が悪化し、充放電が適切に行えなくなる。本発明者は、この原因を取り除くために、Ｘ線分析の対象試料であるラミネートセルを保持する試料ホルダーを新たに提案した。この試料ホルダーは、ラミネートセルを一対の支持部材で挟むように支持することにより、ラミネートセルの膨れを抑制するものである。

しかしながら、上記試料ホルダーを用いたＸ線分析の測定においては、一対の支持部材で支持した一つのラミネートセルだけを対象に、予め決められた充放電試験時間（たとえば、２０時間前後）にわたって充放電を行っている。このため、複数のラミネートセルについてＸ線分析の測定結果を得るには、少なくともラミネートセルの個数に充放電試験時間を乗算した分の時間がかかっていた。したがって、すべてのラミネートセルの測定結果が得られるまでに長い時間がかかるという改善すべき点があった。

本発明の主な目的は、ラミネートセルを対象としたＸ線分析において、ラミネートセルの膨れを抑制しながらＸ線分析の測定データを効率良く得ることができる技術を提供することにある。

本発明の第１の態様は、
セパレータを間に挟んで正極と負極を積層してなる電池要素を、電解液とともにラミネートフィルムにより密封したラミネートセルを試料とし、前記ラミネートセルにＸ線を照射して分析データを得るｉｎ−ｓｉｔｕＸ線分析に用いられる試料切り替え装置であって、
複数のラミネートセルを保持することができる試料ホルダーと、前記試料ホルダーを移動可能に支持するとともに、前記試料ホルダーで保持した前記複数のラミネートセルのうち、前記Ｘ線の通過位置に配置するラミネートセルを前記試料ホルダーの移動によって切り替えるホルダー移動装置と、を備え、
前記試料ホルダーは、
前記複数のラミネートセルを平面的に並べて配置可能な第１支持部材と、
前記第１支持部材に並べて配置された前記複数のラミネートセルをそれぞれ前記第１支持部材との間に挟んで支持する複数の第２支持部材と、
前記ラミネートセルを挟んで支持する前記第１支持部材と前記第２支持部材とを互いに離間しないように押さえる押さえ部と、を備える
ことを特徴とする試料切り替え装置である。

本発明の第２の態様は、
前記第１支持部材は、前記複数のラミネートセルを放射状に並べて配置できるように正面視扇形に形成されており、
前記ホルダー移動装置は、前記試料ホルダーの回転移動によって、前記Ｘ線の通過位置に配置するラミネートセルを切り替えるものである
ことを特徴とする上記第１の態様に記載の試料切り替え装置である。

本発明の第３の態様は、
前記試料ホルダーの回転中心は、前記Ｘ線の通過位置の直下に設定されている
ことを特徴とする上記第２の態様に記載の試料切り替え装置である。

本発明の第４の態様は、
前記第１支持部材は、前記複数のラミネートセルを放射状に並べて配置できるように正面視円形に形成されており、
前記ホルダー移動装置は、前記試料ホルダーの回転移動によって、前記Ｘ線の通過位置に配置するラミネートセルを切り替えるものである
ことを特徴とする上記第１の態様に記載の試料切り替え装置である。

本発明の第５の態様は、
前記試料ホルダーの回転中心は、前記Ｘ線の通過位置の直上に設定されている
ことを特徴とする上記第４の態様に記載の試料切り替え装置である。

本発明の第６の態様は、
前記ホルダー移動装置は、前記試料ホルダーを回転移動させる回転部材と、前記Ｘ線の光軸方向と直交する方向で前記回転部材の位置を調整可能な位置調整機構と、を備える
ことを特徴とする上記第２〜第５の態様のいずれかに記載の試料切り替え装置である。

本発明によれば、ラミネートセルを対象としたＸ線分析において、ラミネートセルの膨れを抑制しながらＸ線分析の測定データを効率良く得ることができる。

Ｘ線分析装置の構成例を示す概略図である。 Ｘ線分析の対象試料となるラミネートセルの構成例を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態に係る試料切り替え装置の構成例を示す正面図である。 図３に示す試料切り替え装置の斜視図である。 第１支持部材の正面図である。 第１支持部材の斜視図である。 第２支持部材の斜視図である。 第１支持部材に窓部材を貼り付けた状態を示す正面図である。 第２支持部材に窓部材を貼り付けた状態を示す正面図である。 押さえ部の断面図である。 複数のラミネートセルを充放電装置に電気的に接続した状態を示す模式図である。 試料ホルダーの移動に伴うラミネートセルの切り替え動作を説明する図（その１）である。 試料ホルダーの移動に伴うラミネートセルの切り替え動作を説明する図（その２）である。 試料ホルダーの移動に伴うラミネートセルの切り替え動作を説明する図（その３）である。 試料ホルダーの移動に伴うラミネートセルの切り替え動作を説明する図（その４）である。 第２支持部材をＬ字形に形成した例を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る試料切り替え装置の構成例を示す斜視図である。 第１支持部材の斜視図である。 試料ホルダーの正面図である。 （Ａ）は第１支持部材の平面図、（Ｂ）は第１支持部材の正面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明の実施の形態においては、次の順序で説明を行う。
１．Ｘ線分析装置の構成
２．ラミネートセルの構成
３．試料切り替え装置の構成
４．試料切り替え装置の動作
５．Ｘ線分析方法
６．実施の形態の効果
７．変形例等
８．他の実施の形態

＜１．Ｘ線分析装置の構成＞
図１はＸ線分析装置の構成例を示す概略図である。
図示したＸ線分析装置は、Ｘ線放射光源１と、モノクロメータ２と、第１のＸ線検出部３と、試料設置部４と、第２のＸ線検出部５と、を備えている。Ｘ線放射光源１は、高エネルギーのＸ線を放射するものである。Ｘ線分析では、実験室系Ｘ線装置または放射光施設から発生するＸ線を用いることができる。モノクロメータ２は、試料に照射されるＸ線のエネルギー（波長）を、Ｂｒａｇｇの条件式に基づく回折によって調整するものである。具体的には、モノクロメータ２は、Ｘ線放射光源１から放射されたＸ線を取り込むとともに、取り込んだＸ線を回折させることにより、特定のエネルギー（波長）のＸ線を取り出す。モノクロメータ２としては、二結晶モノクロメータを用いることができる。二結晶モノクロメータを用いた場合は、二つの分光結晶の角度に応じて、特定のエネルギー（波長）のＸ線を取り出すことができ、出射ビームの位置を一定に保つことができる。また、モノクロメータ２の動作をＢｒａｇｇの条件式にしたがって制御することにより、モノクロメータ２の角度を連続的または断続的に変化させることができる。

モノクロメータ２でエネルギーが調整されたＸ線の出射方向には、第１のＸ線検出部３と、試料設置部４と、第２のＸ線検出部５とが順に配置されている。試料設置部４は、Ｘ線分析の対象となる試料を設置する部分である。本実施の形態においては、Ｘ線分析の対象試料としてラミネートセル１０を用いる。第１のＸ線検出部３は、ラミネートセル１０に入射するＸ線の強度を検出するものである。第２のＸ線検出部５は、ラミネートセル１０を透過したＸ線の強度を検出するものである。

上記構成からなるＸ線分析装置においては、試料設置部４にラミネートセル１０を設置した後、Ｘ線放射光源１からＸ線を放射させる。Ｘ線放射光源１から放射したＸ線は、モノクロメータ２でエネルギーが調整された状態でラミネートセル１０に入射する。このとき、ラミネートセル１０に入射するＸ線の強度を第１のＸ線検出部３で検出する。また、ラミネートセル１０を透過したＸ線の強度を第２のＸ線検出部５で検出する。これにより、第１のＸ線検出部３で検出した入射Ｘ線強度と第２のＸ線検出部５で検出した透過Ｘ線強度との比によって、ラミネートセル１０のＸ線吸光度を求めることができる。

＜２．ラミネートセルの構成＞
図２はＸ線分析の対象試料となるラミネートセルの構成例を示す概略断面図である。図示したラミネートセル１０は、正極１１と、負極１２と、セパレータ１３とを含む電池要素１４を備えた構成となっている。正極１１は、たとえばアルミニウム箔を用いて、全体的に正面視矩形のシート状に形成されている。正極１１の片面には正極活物質層１５が形成されている。正極活物質層１５は、正極１１の一部を構成するものであって、たとえば、ニッケル酸リチウムと、導電助剤と、結着剤とを用いた塗膜によって形成されている。負極１２は、たとえば銅箔を用いて、全体的に正面視略矩形のシート状に形成されている。負極１２の片面には負極活物質層１６が形成されている。負極活物質層１６は、負極１２の一部を構成するものであって、たとえば、グラファイトと、結着剤とを用いた塗膜によって形成されている。セパレータ１３は、正面視矩形のシート状に形成されている。電池要素１４は、セパレータ１３を間に挟んで正極１１と負極１２を積層した構造になっている。この積層構造においては、正極１１の正極活物質層１５と負極１２の負極活物質層１６とが、セパレータ１３を介して対向する状態に配置されている。

また、電池要素１４は、電解液１７とともにラミネートフィルム１８によって密封されている。ただし、正極１１の端子部分Ｔａと負極１２の端子部分Ｔｂは、充放電のための端子（不図示）を接続するために、それぞれラミネートフィルム１８の外側に引き出される。ラミネートフィルム１８は、電池要素１４よりも一回り大きい、正面視矩形の袋状に形成されている。ラミネートフィルム１８の内部には、非水系電解液からなる適量の電解液１７が注入されている。これにより、ラミネートセル１０は、ラミネートシート型のリチウムイオン二次電池を構成している。また、ラミネートセル１０は、Ｘ線分析に必要とされる程度にＸ線を透過するように、正極１１、負極１２およびセパレータ１３をそれぞれ単一のシートで構成した薄板状の構造になっている。

＜３．試料切り替え装置の構成＞
図３は本発明の実施の形態に係る試料切り替え装置の構成例を示す正面図であり、図４は図３に示す試料切り替え装置の斜視図である。試料切り替え装置２３は、大きくは、試料ホルダー３１と、この試料ホルダー３１を移動可能に支持するホルダー移動装置３２と、を備えた構成となっている。

（ホルダー移動装置）
ホルダー移動装置３２は台座３３に搭載されている。台座３３は、Ｘ線分析装置の試料設置部４に設けられるものである。ホルダー移動装置３２は、図示しないモータと、このモータを駆動源として回転する回転板３４と、この回転板３４を支持するステージ機構３９と、を有している。駆動源となるモータとしては、たとえば、ステッピングモータやサーボモータなどを用いることができる。回転板３４は、試料ホルダー３１を回転移動させる回転部材に相当する。回転板３４は円板形に形成され、その中心が回転中心３５になっている。回転板３４の前面には複数（図例では４つ）のネジ孔３６が設けられている。これらのネジ孔３６は、回転板３４に試料ホルダー３１を取り付けるためのものである。

ホルダー移動装置３２のステージ機構３９は、ラミネートセル１０に入射（照射）するＸ線の光軸方向と直交する方向で回転板３４の位置を調整可能な位置調整機構に相当するものである。ステージ機構３９は、ＸＹステージを用いて構成されている。ステージ機構３９は、Ｘ線分析装置の試料設置部４にホルダー移動装置３２を設置した場合に、上記Ｘ線の光軸方向と直交する面内で垂直方向（縦方向）および水平方向（横方向）に回転板３４を移動可能に支持する。ステージ機構３９を構成するＸＹステージのうち、一方のステージは、マイクロメータヘッド３７の回転にしたがって回転板３４を垂直方向に移動させ、他方のステージは、マイクロメータヘッド３８の回転にしたがって回転板３４を水平方向に移動させる。このため、各々のマイクロメータヘッド３７，３８を適宜回転させることにより、回転板３４の位置を、上述した垂直方向および水平方向で独立に調整することが可能である。

（試料ホルダー）
試料ホルダー３１は、上述したラミネートセル１０を対象試料としてＸ線分析を行う際に、ラミネートセル１０を保持するために用いられるものである。本実施の形態においては、「Ｘ線分析」の一例として、ラミネートセル１０にＸ線を照射して分析データを得るｉｎ−ｓｉｔｕＸ線分析に適用する場合について説明する。「ｉｎ−ｓｉｔｕＸ線分析」とは、リチウムイオン二次電池を構成するラミネートセル１０を分解することなくＸ線分析を行うことをいう。

試料ホルダー３１は、複数のラミネートセル１０を保持することができる構成になっている。本実施の形態においては、一つの試料ホルダー３１を用いて最多で４つのラミネートセル１０を同時に保持できる構成になっている。以下、４つのラミネートセル１０を個々に区別して説明する場合は、適宜、個々のラミネートセル１０に符号１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄを付すことにする。

試料ホルダー３１は、一つの第１支持部材４１と、４つの第２支持部材４２と、第１支持部材４１と第２支持部材４２とを押さえる押さえ部４３と、を備えた構成になっている。第１支持部材４１は、４つのラミネートセル１０に共通に対応する部材である。第２支持部材４２は、４つのラミネートセル１０に個別に対応する部材である。

（第１支持部材）
図５は第１支持部材の正面図であり、図６は第１支持部材の斜視図である。
第１支持部材４１は、適度な厚み（たとえば、５〜１０ｍｍ程度の厚み）を有する平らな板状に形成されている。また、第１支持部材４１は、正面視扇形に形成されている。具体的には、第１支持部材４１は、主に、一つの円弧４４と、この円弧４４の両端に一端を接続した二つの辺４５，４６とによって扇形に形成されている。第１支持部材４１を形作っている扇形の中心角は１８０°未満（本形態例では１２５°程度）になっている。二つの辺４５，４６の他端には、第１支持部材４１の基部４７が形成されている。基部４７の一部は、上述した円弧４４よりも曲率半径が小さく、かつ、円弧４４とは向きが反対の円弧状（半円形）に形成されている。

第１支持部材４１の一方の主面（以下、単に「主面」ともいう。）４８は、４つのラミネートセル１０を平面的に並べて配置できる大きさになっている。第１支持部材４１の主面４８は、上述した第２支持部材４２との間でラミネートセル１０を挟んで支持するための支持面となっている。第１支持部材４１の主面４８には、仮想的に４つの試料取付領域４９が区画されている。試料取付領域４９は、ラミネートセル１０を取り付けるために確保された領域である。４つの試料取付領域４９は、第１支持部材４１の主面４８上に４つのラミネートセル１０を放射状に並べて配置できるように、隣り合う試料取付領域４９の間に適度な間隔をあけて放射状に並んでいる。

各々の試料取付領域４９には、一つのＸ線透過用孔５１と、４つのネジ取付用孔５２とが設けられている。Ｘ線透過用孔５１は、一つの試料ホルダー３１で保持できるラミネートセル１０の個数にあわせて、第１支持部材４１全体で合計４つ設けられている。Ｘ線透過用孔５１と各々のネジ取付用孔５２は、いずれも第１支持部材４１を厚み方向に貫通する状態で形成されている。Ｘ線透過用孔５１は、Ｘ線を透過させるためのＸ線透過部として第１支持部材４１に設けられたものである。Ｘ線透過用孔５１は、試料取付領域４９の中央部に設けられている。ネジ取付用孔５２は、試料取付領域４９の四隅に一つずつ設けられている。ネジ取付用孔５２は、後述するネジ４３（図１０参照）を取り付けるためのものである。

第１支持部材４１の基部４７の中心には試料ホルダー３１の回転中心５３が設定されている。基部４７における回転中心５３の周りには４つの連結用孔５４が設けられている。これらの連結用孔５４は、ホルダー移動装置３２の回転板３４に試料ホルダー３１を連結するためのものである。先述した４つのＸ線透過用孔５１は、上記回転中心５３から等距離を隔てた位置で、かつ、互いに等しい角度間隔θ１（本形態例ではθ１＝４０°間隔）をあけた位置に形成されている。

第１支持部材４１および各第２支持部材４２は、機械的には高い剛性を有し、電気的には絶縁性を有し、光学的には高い光透過性を有する材料によって構成されている。ここで記述する「高い剛性」とは、第１支持部材４１と第２支持部材４２でラミネートセル１０を挟んで支持した場合に、ラミネートセル１０内でのガスの発生に伴う圧力に屈して変形しない程度の剛性をいう。また、「高い光透過性」とは、試料ホルダー３１の板厚方向の一方から他方を透かして見たときに、他方側に存在する物を目視で確認できる程度の光透過性をいう。上記の性質を満足する第１支持部材４１および第２支持部材４２の構成材料としては、たとえばアクリル樹脂を挙げることができる。

（第２支持部材）
図７は第２支持部材の斜視図である。
第２支持部材４２は、適度な厚み（たとえば、５〜１０ｍｍ程度の厚み）を有する平らな板状に形成されている。また、第２支持部材４２は、正面視矩形に形成されている。第２支持部材４２の一方の主面（以下、単に「主面」ともいう。）５５は、上述した第１支持部材４１との間でラミネートセル１０を挟んで支持するための支持面となっている。

第２支持部材４２には、一つのＸ線透過用孔５６と、４つのネジ取付用孔５７とが設けられている。Ｘ線透過用孔５６と各々のネジ取付用孔５７は、いずれも第２支持部材４２を厚み方向に貫通する状態で形成されている。Ｘ線透過用孔５６は、Ｘ線を透過させるためのＸ線透過部として第２支持部材４２に設けられたものである。Ｘ線透過用孔５６は、第２支持部材４２の中央部に設けられている。また、Ｘ線透過用孔５６は、第１支持部材４１に設けられたＸ線透過用孔５１と同じ大きさ（たとえば、直径が５ｍｍ）で円形に形成されている。ネジ取付用孔５７は、第２支持部材４２の四隅に一つずつ設けられている。ネジ取付用孔５７は、後述するネジ４３（図１０参照）を取り付けるためのものである。

第２支持部材４２を正面視したときの外形寸法は、第１支持部材４１に区画された試料取付領域４９の外形寸法とほぼ同じ寸法に設定されている。第２支持部材４２のネジ取付用孔５７は、第１支持部材４１のネジ取付用孔５２と同じ大きさ（たとえば、直径が４ｍｍ）で円形に形成されている。また、第２支持部材４２におけるＸ線透過用孔５６と４つのネジ取付用孔５７との位置関係は、第１支持部材４１におけるＸ線透過用孔５１と４つのネジ取付用孔５２との位置関係と同一に設定されている。

（窓部材）
上記構成からなる第１支持部材４１および第２支持部材４２のうち、第１支持部材４１の主面４８には、図８に示すように４つの窓部材５８が貼り付けられ、これに対応して第２支持部材４２の主面５５には、図９に示すように窓部材５９が貼り付けられている。窓部材５８は、Ｘ線透過用孔５１の開口を塞ぐように貼り付けられ、窓部材５９は、Ｘ線透過用孔５６の開口を塞ぐように貼り付けられている。窓部材５８，５９は、第１支持部材４１と第２支持部材４２との間にラミネートセル１０を挟んで支持する場合に、ラミネートセル１０に直接、面接触する部材である。窓部材５８は、それぞれに対応する試料取付領域４９に一つずつ貼り付けられている。各々の窓部材５８，５９は、互いに同じ材料を用いて、同じ形状および寸法に形成されている。さらに記述すると、各々の窓部材５８，５９は、薄いシート状をなして平面視矩形に形成されている。また、各々の窓部材５８，５９は、Ｘ線分析の測定に支障のない程度のＸ線透過率と、機械的な剛性とを併せ持つ材料で構成されている。窓部材５８，５９の材料としては、たとえば、炭素繊維強化プラスチックを好適に用いることができる。

ここで、ラミネートセル１０、第２支持部材４２および窓部材５８，５９の寸法例について記述する。ラミネートセル１０の寸法は、たとえば、長手寸法＝８０ｍｍ、短手寸法＝６０ｍｍ、厚み寸法＝１ｍｍに設定することができる。この場合、第２支持部材４２の寸法は、たとえば、長手寸法＝１００ｍｍ、短手寸法＝４０ｍｍ、厚み寸法＝１０ｍｍに設定することができる。また、窓部材５８，５９の各部の寸法は、たとえば、長手寸法＝８０ｍｍ、短手寸法＝２０ｍｍ、厚み寸法＝０．２ｍｍに設定することができる。

（押さえ部）
押さえ部４３は、第１支持部材４１と第２支持部材４２との間にラミネートセル１０を挟んで支持する場合に、第１支持部材４１と第２支持部材４２が互いに離間しないように両者を押さえるものである。押さえ部４３は、第１支持部材４１と第２支持部材４２の各Ｘ線透過用孔５１，５６を通過するＸ線と干渉しないように、Ｘ線透過用孔５１，５６の形成部位以外の箇所で第１支持部材４１と第２支持部材４２を押さえる。

本実施の形態においては、一例として、上記図３に示すように、第２支持部材４２の四隅を、それぞれ押さえ部４３としている。押さえ部４３は、たとえば図１０に示すように、ネジ６１とナット６２からなる連結具を用いて構成される。ネジ６１は、第１支持部材４１に設けられたネジ取付用孔５２と、これに対応して第２支持部材４２に設けられたネジ取付用孔５７とに挿入されるものである。ナット６２は、ネジ６１の雄ネジ部分に螺合するものである。このような連結具を用いて押さえ部４３を構成した場合は、ネジ取付用孔５２，５７に挿入したネジ６１にナット６２を螺合させて締め付けることにより、第１支持部材４１と第２支持部材４２を互いに結合（連結）するように押さえることができる。

（試料ホルダーにラミネートセルを取り付ける場合の手順）
次に、上記構成からなる試料ホルダー３１にラミネートセル１０を取り付ける場合の手順について説明する。ここでは一例として、試料ホルダー３１にラミネートセル１０を一つずつ取り付ける場合の手順を記述する。

まず、第１支持部材４１の主面４８を上向きにして第１支持部材４１を水平に支持し、この状態で第１支持部材４１の主面４８上にラミネートセル１０を置く。このとき、一つの試料取付領域４９に一つのラミネートセル１０を置く。次に、ラミネートセル１０の上に第２支持部材４２を重ねて置く。このとき、光透過性を有する材料（典型的には透明な材料）で第１支持部材４１と第２支持部材４２を構成しておけば、それらの支持部材４１，４２の間にラミネートセル１０を挟んだ状態でも、支持部材４１，４２の外側からラミネートセル１０と窓部材５８，５９の位置関係を把握することができる。次に、第１支持部材４１のネジ取付用孔５２の位置と第２支持部材４２のネジ取付用孔５７の位置を合わせる。これにより、第１支持部材４１のＸ線透過用孔５１と第２支持部材４２のＸ線透過用孔５６とがほぼ同軸に配置される。

次に、第１支持部材４１と第２支持部材４２とを互いに離間しないように押さえるべく、第２支持部材４２の四隅にそれぞれネジ６１とナット６２を取り付ける。具体的には、互いに位置合わせされたネジ取付用孔５２，５７に第２支持部材４２側からネジ６１を挿入した後、ネジ６１にナット６２を螺合させる。このとき、第２支持部材４２の四隅にそれぞれネジ６１とナット６２を取り付けて仮締めしてから、４つのナット６２を徐々に締め付けて本締めすることにより、第１支持部材４１と第２支持部材４２を均等な力でバランス良く押さえることができる。ナット６２による締め付け力は、少なくとも、第１支持部材４１と第２支持部材４２の間に挟んだラミネートセル１０が落下しない程度の強さで、かつ、第１支持部材４１や第２支持部材４２が歪まない程度の強さとするのがよい。

以上の手順で第１支持部材４１に一つのラミネートセル１０を取り付けたら、これと同様の手順で残り３つのラミネートセル１０を取り付ける。これにより、上記図３に示すように、第１支持部材４１に４つの第２支持部材４２を用いてラミネートセル１０Ａ〜１０Ｄが放射状に並べて装着される。各々のラミネートセル１０は、第１支持部材４１と第２支持部材４２の間にサンドイッチ状に挟んで支持される。このとき、上記図１０に示すように、第１支持部材４１の主面４８がラミネートセル１０の一方の主面に対向するように配置されるとともに、第２支持部材４２の主面５５がラミネートセル１０の他方の主面に対向するように配置される。また、第１支持部材４１の主面４８に貼り付けられている窓部材５８がラミネートセル１０の一方の主面に接触し、第２支持部材４２の主面５５に貼り付けられている窓部材５９がラミネートセル１０の他方の主面に接触した状態となる。

（ホルダー移動装置に試料ホルダーを取り付ける場合の手順）
次に、ホルダー移動装置３２に試料ホルダー３１を取り付ける場合の手順について説明する。まず、第１支持部材４１の基部４７をホルダー移動装置３２の回転板３４に接触させる。このとき、第１支持部材４１の基部４７に設けられている４つの連結用孔５４を、これに対応してホルダー移動装置３２の回転板３４に設けられている４つのネジ孔３６に位置合わせする。また、回転板３４の回転中心３５の位置と基部４７に設定された回転中心５３の位置を合わせる。次に、４つの連結用孔５４を通してホルダー取付用のネジ（不図示）をネジ孔３６に螺合させた後、各々のネジを徐々に締め付ける。これにより、第１支持部材４１の基部４７がホルダー移動装置３２の回転板３４に固定される。以上の手順により、上記図３に示すようにホルダー移動装置３２に試料ホルダー３１を取り付けることができる。

なお、試料ホルダー３１にラミネートセル１０を取り付ける場合や、ホルダー移動装置３２に試料ホルダー３１を取り付ける場合の手順は、上述した手順に限らない。たとえば、第１支持部材４１に第２支持部材４２を取り付けたままで、ナット６２を適度に緩めてラミネートセル１０の着脱を行ってもよい。また、ホルダー移動装置３２の回転板３４に試料ホルダー３１を取り付けたままで、ラミネートセル１０の着脱を行ってもよい。

＜４．試料切り替え装置の動作＞
次に、上記構成からなる試料切り替え装置２３の動作について説明する。
まず、試料ホルダー３１に４つのラミネートセル１０を装着した状態で、ホルダー移動装置３２のモータを回転駆動させると、回転中心３５，５３を中心に試料ホルダー３１が回転板３４と一体に回転する。また、試料ホルダー３１が回転すると、各々のラミネートセル１０の位置が円周方向に変化する。このため、Ｘ線の通過位置Ｐ（図３参照）に配置するラミネートセル１０を試料ホルダー３１の回転移動によって切り替えることができる。ここで記述するＸ線の通過位置Ｐとは、上記図１においてＸ線放射光源１から放射されたＸ線がモノクロメータ２を経由して試料設置部４を通過するときの、当該試料設置部４におけるＸ線の通過位置、より具体的には上記図４に矢印で示すように、試料設置部４に設けられた台座３３の上方をＸ線が通過するときの当該Ｘ線の通過位置をいう。これに対して、試料ホルダー３１の回転軸は、試料設置部４を通過するＸ線の光軸と平行に配置されている。また、試料ホルダー３１の回転軸は、Ｘ線の光軸よりも下方に配置されている。本実施の形態においては、好ましい形態の一つとして、試料ホルダー３１の回転軸がＸ線の光軸の直下に設定されている。また、試料ホルダー３１の回転方向、回転速度および回転量（回転角度）は、ホルダー移動装置３２のモータの回転方向、回転速度および回転量に依存する。このため、たとえば、ホルダー移動装置３２の駆動源にステッピングモータを用いた場合は、ステッピングモータに入力する駆動パルスの順序、周波数および個数によって、試料ホルダー３１の回転方向、回転速度および回転量を制御することが可能となる。

＜５．Ｘ線分析方法＞
次に、本発明の実施の形態に係る試料切り替え装置を用いたＸ線分析方法について説明する。本実施の形態においては、Ｘ線分析方法の一例として、予め決められた充放電条件でラミネートセル１０の充放電を行うとともに、この充放電中のラミネートセル１０にＸ線を照射して分析データを得るＸ線分析方法について説明する。より具体的には、充放電中のラミネートセル１０のＸ線吸光度に関する分析データ（測定データ）を得る方法について説明する。

（準備工程）
まず、準備工程として、次のような作業を行う。
すなわち、４つのラミネートセル１０Ａ〜１０Ｄを装着した試料ホルダー３１をホルダー移動装置３２の回転板３４に取り付ける。４つのラミネートセル１０Ａ〜１０Ｄは、異なる材料（元素の種類など）や条件で製造したものでもよいし、同じ材料や条件で製造したものでもよい。

次に、試料設置部４において、試料ホルダー３１のいずれかのＸ線透過用孔５１，５６をＸ線が通過するように、回転板３４の位置を調整する。回転板３４の位置調整は、ステージ機構３９のマイクロメータヘッド３７，３８を適宜回転させて行う。これにより、たとえば、ホルダー移動装置３２のモータの駆動によってラミネートセル１０ＡをＸ線の通過位置Ｐに配置したときに、ラミネートセル１０Ａを支持している支持部材４１，４２のＸ線透過用孔５１，５６とＸ線の通過位置Ｐとに相対的な位置ずれが生じていた場合でも、この位置ずれをマイクロメータヘッド３７，３８の回転操作により簡単かつ高精度に解消することができる。

次に、図１１に模式的に示すように、４つのラミネートセル１０Ａ〜１０Ｄをそれぞれ接続コードを用いて充放電装置２２に電気的に接続する。このとき、第１支持部材４１と第２支持部材４２をそれぞれ絶縁性の材料によって構成しておけば、万一、充放電中に接続コードの端子が第１支持部材４１や第２支持部材４２に接触してもショートするおそれがない。

（測定工程）
次に、測定工程を行う。この測定工程においては、Ｘ線の通過位置Ｐに配置するラミネートセル１０の順序を任意に設定または変更することが可能である。ここでは一例として、Ｘ線の通過位置Ｐに配置するラミネートセル１０を、ラミネートセル１０Ａ→ラミネートセル１０Ｂ→ラミネートセル１０Ｃ→ラミネートセル１０Ｄ→ラミネートセル１０Ａ→…（以下、同様の繰り返し）の順序で切り替えるものとする。

まず、充放電装置２２により、４つのラミネートセル１０Ａ〜１０Ｄの充放電を開始した後、試料切り替え装置２３の駆動により、図１２に示すように、ラミネートセル１０ＡをＸ線の通過位置Ｐに配置する。そして、この状態のもとでラミネートセル１０ＡのＸ線分析の測定（分析データの取得）を行う。

次に、上記ラミネートセル１０ＡのＸ線分析の測定が終了すると、試料切り替え装置２３の駆動により、図１３に示すように、ラミネートセル１０ＢをＸ線の通過位置Ｐに配置する。そして、この状態のもとでラミネートセル１０ＢのＸ線分析の測定を行う。ラミネートセル１０ＢをＸ線の通過位置Ｐに配置する場合は、ホルダー移動装置３２の駆動にしたがって試料ホルダー３１を一方向に所定角度（本形態例では４０°）だけ回転移動させる。これにより、Ｘ線の通過位置Ｐに配置されるラミネートセル１０が、ラミネートセル１０Ａからラミネートセル１０Ｂに切り替わる。

次に、上記ラミネートセル１０ＢのＸ線分析の測定が終了すると、試料切り替え装置２３の駆動により、図１４に示すように、ラミネートセル１０ＣをＸ線の通過位置Ｐに配置する。そして、この状態のもとでラミネートセル１０ＣのＸ線分析の測定を行う。ラミネートセル１０ＣをＸ線の通過位置Ｐに配置する場合は、ホルダー移動装置３２の駆動にしたがって試料ホルダー３１を一方向に所定角度（本形態例では４０°）だけ回転移動させる。これにより、Ｘ線の通過位置Ｐに配置されるラミネートセル１０が、ラミネートセル１０Ｂからラミネートセル１０Ｃに切り替わる。

次に、上記ラミネートセル１０ＣのＸ線分析の測定が終了すると、試料切り替え装置２３の駆動により、図１５に示すように、ラミネートセル１０ＤをＸ線の通過位置Ｐに配置する。そして、この状態のもとでラミネートセル１０ＤのＸ線分析の測定を行う。ラミネートセル１０ＤをＸ線の通過位置Ｐに配置する場合は、ホルダー移動装置３２の駆動にしたがって試料ホルダー３１を一方向に所定角度（本形態例では４０°）だけ回転移動させる。これにより、Ｘ線の通過位置Ｐに配置されるラミネートセル１０が、ラミネートセル１０Ｃからラミネートセル１０Ｄに切り替わる。

その後、上記ラミネートセル１０ＤのＸ線分析の測定が終了すると、試料切り替え装置２３の駆動により、上記図１２に示すように、ラミネートセル１０ＡをＸ線の通過位置Ｐに再度配置する。そして、この状態のもとでラミネートセル１０ＡのＸ線分析の測定を再度実行する。ラミネートセル１０ＡをＸ線の通過位置Ｐに配置する場合は、ホルダー移動装置３２の駆動にしたがって試料ホルダー３１をそれまでとは反対方向に所定角度（本形態例では１２０°）だけ回転移動させる。これにより、Ｘ線の通過位置Ｐに配置されるラミネートセル１０が、ラミネートセル１０Ｄからラミネートセル１０Ａに切り替わる。

以降は、ラミネートセル１０Ａ〜１０Ｄの充放電を開始してからの経過時間が、予め決められた充放電試験時間に達するまで、上記同様の動作が繰り返される。このため、たとえば、１サイクルあたりの充放電試験時間が１８時間であって、一つのラミネートセル１０のＸ線吸光度の測定を１回実施するのに必要な時間が４分であると仮定すると、単純計算で１サイクルあたり合計２７０個の分析データが得られる。また、個々のラミネートセル１０Ａ〜１０Ｄ単位では、一つのラミネートセル１０について、１サイクルあたり合計６７個の分析データが得られる。このため、４つのラミネートセル１０Ａ〜１０Ｄごとに、対応する６７個の分析データを用いて、充放電中におけるラミネートセル１０内の状態の変化を把握することが可能となる。

＜６．実施の形態の効果＞
本発明の実施の形態においては、ラミネートセル１０を保持する試料ホルダー３１の構成として、第１支持部材４１と第２支持部材４２との間にラミネートセル１０を挟んで支持するとともに、第１支持部材４１と第２支持部材４２とを互いに離間しないように押さえ部４３で押さえる構成を採用している。このため、充放電によってラミネートセル１０内にガスが発生しても、ラミネートセル１０の膨らみが抑制される。したがって、正極１１と負極１２の相対的な位置関係がほとんど変化せず、両者の電気的な接続状態が良好に保たれる。これにより、測定中にラミネートセル１０内にガスが発生するような条件であっても、ラミネートセル１０の充放電を適切に行うことができる。したがって、ラミネートセル１０のＸ線分析によって得られる分析データが、ラミネートセル１０の充放電の状態を正しく反映したものとなる。その結果、ガス発生後においても、その影響をほとんど受けることなく、信頼性の高いＸ線分析を行うことが可能となる。

また、本発明の実施の形態においては、一つの試料ホルダー３１で４つのラミネートセル１０を保持するとともに、その試料ホルダー３１をホルダー移動装置３２によって移動させることにより、Ｘ線の通過位置Ｐに配置するラミネートセル１０を切り替え可能な構成を採用している。このため、４つのラミネートセル１０についてＸ線分析の測定結果を得る場合に、Ｘ線の通過位置Ｐに配置するラミネートセル１０を順に切り替えながらＸ線分析の測定を繰り返すことにより、予め決められた充放電試験時間内で、４つのラミネートセル１０の測定を並行して行うことができる。したがって、１サイクルあたりの充放電試験時間で比較した場合、従来では一つのラミネートセルの分析データしか得られなかったものが、本実施の形態によれば、４つのラミネートセル１０の分析データを同時に得ることができる。その結果、４つのラミネートセル１０のＸ線分析を従来よりも効率良く行うことができる。

以上のことから、本発明の実施の形態によれば、ラミネートセル１０を対象としたＸ線分析において、ラミネートセル１０の膨れを抑制しながらＸ線分析の測定データを効率良く得ることができる。

また、上記実施の形態においては、正面視扇形に形成された第１支持部材４１に４つのラミネートセル１０を放射状に並べて配置し、ホルダー移動装置３２の駆動に伴う試料ホルダー３１の回転移動によって、Ｘ線の通過位置Ｐに配置するラミネートセル１０を切り替える構成を採用している。このため、試料切り替え装置２３をコンパクトに構成することができる。また、試料切り替え装置２３の動作に必要なスペースも小さくて済む。

また、上記実施の形態においては、第１支持部材４１と第２支持部材４２で直接ラミネートセル１０を挟むのではなく、各々の支持部材４１，４２の支持面（４８，５５）に貼り付けた窓部材５８，５９で直接ラミネートセル１０を挟むようにしている。このため、窓部材５８，５９を設けない場合は、ラミネートセル１０内で発生したガスが、押さえの効かない貫通孔５１，５６の部分に溜まり、ラミネートセル１０が局所的に膨れるおそれがあるのに対して、窓部材５８，５９を設けた場合は、そのようなおそれがなくなる。このため、ラミネートセル１０の局所的な膨らみに伴う充放電の異常を回避することができる。

また、上記実施の形態においては、第１支持部材４１と第２支持部材４２の各主面４８，５５に貼り付けた窓部材５８，５９を炭素繊維強化プラスチックで構成している。このため、ラミネートセル１０のＸ線分析に必要なＸ線通過率を確保したうえで、充放電中のガスの発生に伴うラミネートセル１０の膨らみを有効に抑制することができる。

＜７．変形例等＞
本発明の技術的範囲は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。

たとえば、上記実施の形態においては、試料ホルダー３１の構成上、第２支持部材４２の四隅をそれぞれ押さえ部４３で押さえている。しかし、この構成では、支持部材４１，４２を更に強固に押さえるためにナット６２の締め付け力を強くした場合、第１支持部材４１や第２支持部材４２に歪みが発生することが懸念される。そうした場合は、必要に応じて、各々の支持部材４１，４２のＸ線透過用孔５１，５６の近傍を別途、外側から挟むように押さえる構成を付加してもよい。具体的には、図示はしないが、バネ式のクランプ、あるいはクリップなどを用いて、各々の支持部材４１，４２のＸ線透過用孔５１，５６の近傍を押さえる構成を採用してもよい。また、第２支持部材４２の歪みを抑制するために、たとえば第２支持部材４２を図１６に示すようにＬ字形に曲がった板状に形成してもよい。

また、上記実施の形態においては、４つのラミネートセル１０を保持する試料ホルダー３１をホルダー移動装置３２の回転板３４に取り付けた場合に、回転中心３５から大きく離れたところに試料ホルダー３１の重心が位置する。このため、ホルダー移動装置３２のモータの負荷が大きくなることが懸念される。そうした場合は、必要に応じて、ホルダー全体の質量バランスをとるための錘（不図示）を試料ホルダー３１に取り付けてもよい。この構成を採用した場合は、試料ホルダー３１に錘を取り付けない場合に比べて、試料ホルダー３１の重心の位置を回転中心３５に近づけることができる。このため、モータの負荷を軽減することができる。

また、上記実施の形態においては、Ｘ線の通過位置Ｐに配置するラミネートセル１０を試料ホルダー３１の回転移動によって切り替える構成を採用している。しかし、本発明はこれに限らず、図示しない横長形状の試料ホルダーに複数のラミネートセルを並べて支持し、その試料ホルダーの直線移動によって、Ｘ線の通過位置に配置するラミネートセルを切り替える構成を採用してもよい。また、一つの試料ホルダーで同時に保持できるラミネートセルの個数を、２つ、３つ、または５つ以上としてもよい。

＜８．他の実施の形態＞
以下に、本発明の他の実施の形態として、より多くのラミネートセルを同時に保持することが可能な試料ホルダーを備えた試料切り替え装置について説明する。

図１７は本発明の他の実施形態に係る試料切り替え装置の構成例を示す斜視図である。
本実施の形態においては、先述した実施の形態と比較して、特に、試料ホルダーの第１支持部材の構成と、ホルダー移動装置の構成が異なっている。以下、詳しく説明する。なお、本実施の形態においては、先述した実施の形態で記述した内容と重複する説明はできるだけ省略する。したがって、先述した実施の形態で記述した内容は、特に断らない限り、本実施の形態にも適用されるものとする。

（試料ホルダー）
試料ホルダー１００は、図１８に示すように、一つの第１支持部材１０１と、最多で８つ（図１７ではそのうちの２つだけを表示）の第２支持部材１０２と、第１支持部材１０１と第２支持部材１０２とを押さえる押さえ部１０３と、を備えた構成になっている。

（第１支持部材）
図１９は第１支持部材の斜視図である。また、図２０（Ａ）は第１支持部材の平面図、同（Ｂ）は第１支持部材の正面図である。
第１支持部材１０１は、正面視円形の板状（円盤状）に形成されている。第１支持部材１０１の中心部には突出部１０１Ａが設けられている。突出部１０１Ａは、第１支持部材１０１に一体に形成されている。突出部１０１Ａは、第１支持部材１０１の他の部分よりも大きな厚み寸法を有することにより、第１支持部材１０１の厚み方向に突出した状態で形成されている。第１支持部材１０１の外周円と、突出部１０１Ａの外周円とは、同心円になっている。突出部１０１Ａには４つの連結用孔１０４が設けられている。これらの連結用孔１０４は、後述するホルダー移動装置１２０の回転板１２１に試料ホルダー１００を連結するためのものである。

第１支持部材１０１の一方の主面（以下、単に「主面」ともいう。）１０５は、最多で８つのラミネートセル１０を平面的に並べて配置できる大きさになっている。第１支持部材１０１の主面１０５は、第２支持部材１０２との間でラミネートセル１０を挟んで支持するための支持面となっている。上述した突出部１０１Ａは、第１支持部材１０１の主面１０５とは反対側の主面から突出している。第１支持部材１０１に突出部１０１Ａを設けた理由は、後述するホルダー移動装置１２０に試料ホルダー１００を取り付けて、ホルダー移動装置１２０の駆動により試料ホルダー１００を回転移動させたときに、ホルダー移動装置１２０と試料ホルダー１００との干渉（接触）を避けるためである。

第１支持部材１０１の主面１０５には、仮想的に８つの試料取付領域１０６が区画されている。８つの試料取付領域１０６は、第１支持部材１０１の主面１０５上に最多で８つのラミネートセル１０を放射状に並べて配置できるように、隣り合う試料取付領域４９の間に適度な間隔をあけて放射状に並んでいる。また、第１支持部材１０１の円周方向で隣り合う２つの試料取付領域１０６の間には、それぞれ抜き孔１０９が設けられている。抜き孔１０９は、第１支持部材１０１を厚み方向に貫通するように形成されている。抜き孔１０９は、第１支持部材１０１の円周方向に８つ並んで設けられている。また、抜き孔１０９は、第１支持部材１０１の円周方向に放射状に並んで設けられている。各々の抜き孔１０９は、正面視略三角形に形成されている。抜き孔１０９の２つの辺部は、第１支持部材１０１の円周方向で隣り合う両側２つの試料取付領域１０６の各長辺部に隣接するように形成されている。

各々の試料取付領域１０６には、一つのＸ線透過用孔１０７と、４つのネジ取付用孔１０８とが設けられている。Ｘ線透過用孔１０７は、一つの試料ホルダー１００で保持できるラミネートセル１０の個数にあわせて、第１支持部材１０１全体で合計８つ設けられている。第１支持部材１０１の突出部１０１Ａの中心には、試料ホルダー１００の回転中心１１０が設定されている。先述した４つの連結用孔１０４は、突出部１０１Ａにおける回転中心１１０の周りに設けられている。第１支持部材１０１の半径方向においては、８つのＸ線透過用孔１０７が上記回転中心１１０から等距離を隔てた位置（同一円周上）に形成されている。また、第１支持部材１０１の円周方向においては、８つのＸ線透過用孔１０７が互いに等しい角度間隔θ２（本形態例ではθ２＝４５°間隔）をあけて形成されている（図２０（Ｂ）を参照）。

（第２支持部材）
第２支持部材１０２は、第１支持部材１０１との間でラミネート１０を挟んで支持するための支持面（不図示）と、一つのＸ線透過用孔１１２と、４つのネジ取付用孔１１３とを有する。第２支持部材１０２は、基本的に、先述した実施の形態の場合（図７に示す第２支持部材４２）と同様の構成になっている。

また、図示はしないが、第１支持部材１０１の主面１０５には窓部材が貼り付けられ、第２支持部材１０２の支持面（不図示）にも窓部材が貼り付けられている。

（ホルダー移動装置）
ホルダー移動装置１２０は、先述したＸ線分析装置の試料設置部４に設けられる台座３３に搭載されている。ホルダー移動装置１２０は、図示しないモータと、このモータを駆動源として回転する回転板１２１と、この回転板１２１を移動可能に支持するステージ機構１２２と、を有している。回転板１２１の前面には、試料ホルダー１００を取り付けるためのネジ孔（不図示）が設けられている。

ステージ機構１２２は、上部ステージ１２３と、下部ステージ１２４と、これら上部ステージ１２３と下部ステージ１２４を連結する複数（図例では４つ）のロッド１２５と、を備えている。上部ステージ１２３は、ロッド１２５の上端部に搭載されている。ロッド１２５は、下部ステージ１２４から垂直に起立するように設けられている。上部ステージ１２３は、マイクロメータヘッド１２６の回転にしたがって回転板１２１を垂直方向に移動させ、下部ステージ１２４は、マイクロメータヘッド１２７の回転にしたがって回転板１２１を水平方向に移動させる。このため、各々のマイクロメータヘッド１２６，１２７を適宜回転させることにより、回転板１２１の位置を、垂直方向および水平方向で独立に調整することが可能である。

試料ホルダー１００の回転中心１１０は、Ｘ線の通過位置Ｐ（図１７、図１８参照）の直上に設定されている。Ｘ線の通過位置Ｐは、上記回転中心１１０の真下を通過するＸ線がステージ機構１２２と干渉しないように、次のように設定されている。すなわち、Ｘ線の通過位置Ｐは、試料ホルダー１００を正面から見たときに水平方向で隣り合う２つのロッド１２５の間（中間位置）に設定されている。

（取り付けの手順）
試料ホルダー１００にラミネートセル１０を取り付ける場合は、第１支持部材１０１の主面１０５を上向きにして、いずれかの試料取付領域１０６にラミネートセル１０を置く。次に、ラミネートセル１０の上に第２支持部材１０２を重ねて置く。次に、第１支持部材１０１と第２支持部材１０２を、押さえ部１０３によって押さえる。このような取り付け作業を繰り返すことにより、一つの試料ホルダー１００に最多で８つのラミネートセル１０を装着することができる。

ホルダー移動装置１２０に試料ホルダー１００を取り付ける場合は、第１支持部材１０１の突出部１０１Ａをホルダー移動装置１２０の回転板１２１に固定する。具体的には、突出部１０１Ａに設けられている４つの連結用孔１０４を、ホルダー移動装置１２０の回転板１２１に設けられている４つのネジ孔（不図示）に位置合わせし、その状態でホルダー取付用のネジ（不図示）を当該ネジ孔に螺合させて締め付ける。これにより、第１支持部材１０１の突出部１０１Ａがホルダー移動装置１２０の回転板１２１に固定される。

（試料切り替え装置の動作）
試料ホルダー１００に８つのラミネートセル１０を装着した状態で、ホルダー移動装置１２０のモータを回転駆動させると、回転中心１１０を中心に試料ホルダー１００が回転板１２１と一体に回転する。また、試料ホルダー１００が回転すると、各々のラミネートセル１０の位置が円周方向に変化する。このため、Ｘ線の通過位置Ｐ（図１７、図１８）に配置するラミネートセル１０を試料ホルダー１００の回転移動によって切り替えることができる。

上記の試料切り替え装置によれば、先述した実施の形態と比較して、次のような効果が得られる。すなわち、一つの試料ホルダー１００に最多で８つのラミネートセル１０を保持することができるとともに、その試料ホルダー１００をホルダー移動装置１２０によって回転移動させることにより、Ｘ線の通過位置Ｐに配置するラミネートセル１０を切り替えることができる。このため、最多で８つのラミネートセル１０について、予め決められた充放電試験時間内にＸ線分析の測定結果を得ることができる。

また、上記他の実施の形態においては、ホルダー移動装置１２０に複数のロッド１２５を設けて、より高い位置に試料ホルダー１００の回転軸を配置するとともに、この試料ホルダー１００の回転軸をＸ線の光軸よりも上方に配置している。また、好ましい形態の一つとして、試料ホルダー１００の回転軸をＸ線の光軸の直上に配置している。このため、試料ホルダー１００を回転移動させるにあたって、ホルダー移動装置１２０が搭載される台座３３とその上方を通過するＸ線の光軸との相対的な位置関係を変えることなく、台座３３等と試料ホルダー１００との位置的な干渉を回避することができる。

また、上記他の実施の形態においては、試料取付領域１０６に隣接するように第１支持部材１０１に抜き孔１０９を設けているため、この抜き孔１０９の部分を利用して、第１支持部材１０１と第２支持部材１０２とを押さえるクリップ等を装着することが可能である。この効果は、先述した実施の形態において、第１支持部材４１に抜き孔を設けた場合にも得られる。

また、上記他の実施の形態においては、第１支持部材１０１を円盤状に形成し、第１支持部材１０１の中心を回転中心１１０として試料ホルダー１００を回転させる構成になっている。このため、試料ホルダー１００全体の質量バランスが良くなる。

なお、上記他の実施の形態においては、より多くのラミネートセル１０を取り付けられるように、正面視円形の試料ホルダー１００を用いたが、これに代えて、先の実施の形態で採用した正面視扇形の試料ホルダー３１、あるいは図示はしないが、正面視半円形の試料ホルダーを用いることも可能である。また、平板状の第２支持部材１０２に代えて、上記図１６に示すＬ字形の第２支持部材４２を用いることも可能である。

また、上述した他の実施の形態においては、試料ホルダー１００の回転軸をＸ線の光軸よりも上方（好ましくは、Ｘ線の光軸の直上）に配置したが、これらの位置関係については、試料ホルダー１００の回転動作に支障がない範囲で適宜変更が可能である。すなわち、台座３３からＸ線の光軸までの高さ寸法や、ラミネートセル１０の大きさ、あるいは試料ホルダー１００の大きさなどによっては、試料ホルダー１００の回転軸とＸ線の光軸を互いに同じ高さに配置した構成、あるいは、試料ホルダー１００の回転軸をＸ線の光軸よりも下方に配置した構成を採用することも可能である。また、Ｘ線の通過位置Ｐに配置するラミネートセル１０を試料ホルダー１００の回転移動によって切り替える場合、試料ホルダー１００の回転軸とＸ線の光軸とは、必ずしも平行である必要はなく、所定の傾きを有していてもよい。ちなみに、試料ホルダー１００の回転軸とＸ線の光軸とを平行に配置した場合は、ラミネートセル１０の主面にＸ線が垂直（真っ直ぐ）に入射することになる。また、試料ホルダー１００の回転軸とＸ線の光軸とが所定の傾きを有している場合は、その傾き角度に応じてラミネートセル１０の主面にＸ線が斜めに入射することになる。
以上の点は、先述した実施の形態における、試料ホルダー３１の回転軸とＸ線の光軸との関係についても同様である。

また、上記各実施の形態においては、第１支持部材と第２支持部材の両方を、高い光透過性を有する材料で構成するとしたが、これに限らず、いずれか一方の支持部材だけを、高い光透過性を有する材料で構成してもよい。また、第１支持部材と第２支持部材の両方を、不透明な材料で構成してもかまわない。

また、Ｘ線回折測定に対応するために、たとえば図示はしないが、第１支持部材のＸ線透過用孔を外開きのすり鉢状（断面円錐台形状）に形成することにより、ラミネートセルで回折したＸ線と第１支持部材との干渉を回避してもよい。また、第１支持部材のＸ線透過用孔と第２支持部材のＸ線透過用孔の両方を、それぞれ外開きのすり鉢状に形成してもよい。

また、第１支持部材１０１の抜き孔１０９は必要に応じて設けるようにすればよい。

また、上記各実施の形態においては、特に好ましい形態として、第１支持部材の支持面と第２支持部材の支持面にそれぞれ窓部材を貼り付けた構成を採用しているが、これに限らず、窓部材を用いることなく、第１支持部材と第２支持部材で直接、ラミネートセルを挟み込む構成を採用してもよい。

また、一つの試料ホルダーに装着可能なラミネートセルの個数は、試料ホルダーとラミネートセルの寸法関係に応じて適宜変更が可能である。また、実際に試料切り替え装置を使用する場合は、試料ホルダーに必ずしも最多の個数でラミネートセルを取り付ける必要はなく、最多の個数よりも少ない個数のラミネートセルを試料ホルダーに取り付けて使用することも可能である。

１…Ｘ線放射光源
２…モノクロメータ
３…第１のＸ線検出部
４…試料設置部
５…第２のＸ線検出部
１０…ラミネートセル（試料）
１１…正極
１２…負極
１３…セパレータ
１４…電池要素
２２…充放電装置
２３…試料切り替え装置
３１、１００…試料ホルダー
３２、１２０…ホルダー移動装置
３４、１２１…回転板（回転部材）
３５、１１０…回転中心
３９、１２２…ステージ機構（位置調整機構）
４１、１０１…第１支持部材
４２、１０２…第２支持部材
４３、１０３…押さえ部

Claims (6)

1. セパレータを間に挟んで正極と負極を積層してなる電池要素を、電解液とともにラミネートフィルムにより密封したラミネートセルを試料とし、前記ラミネートセルにＸ線を照射して分析データを得るｉｎ−ｓｉｔｕＸ線分析に用いられる試料切り替え装置であって、
   複数のラミネートセルを保持することができる試料ホルダーと、前記試料ホルダーを移動可能に支持するとともに、前記試料ホルダーで保持した前記複数のラミネートセルのうち、前記Ｘ線の通過位置に配置するラミネートセルを前記試料ホルダーの移動によって切り替えるホルダー移動装置と、を備え、
   前記試料ホルダーは、
   前記複数のラミネートセルを平面的に並べて配置可能な第１支持部材と、
   前記第１支持部材に並べて配置された前記複数のラミネートセルをそれぞれ前記第１支持部材との間に挟んで支持する複数の第２支持部材と、
   前記ラミネートセルを挟んで支持する前記第１支持部材と前記第２支持部材とを互いに離間しないように押さえる押さえ部と、を備え、
   前記第１支持部材は、前記複数のラミネートセルを放射状に並べて配置できるように正面視扇形に形成されており、
   前記ホルダー移動装置は、前記試料ホルダーの回転移動によって、前記Ｘ線の通過位置に配置するラミネートセルを切り替えるものである
   ことを特徴とする試料切り替え装置。
2. 前記試料ホルダーの回転軸は、前記Ｘ線の光軸よりも下方に配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の試料切り替え装置。
3. セパレータを間に挟んで正極と負極を積層してなる電池要素を、電解液とともにラミネートフィルムにより密封したラミネートセルを試料とし、前記ラミネートセルにＸ線を照射して分析データを得るｉｎ−ｓｉｔｕＸ線分析に用いられる試料切り替え装置であって、
   複数のラミネートセルを保持することができる試料ホルダーと、前記試料ホルダーを移動可能に支持するとともに、前記試料ホルダーで保持した前記複数のラミネートセルのうち、前記Ｘ線の通過位置に配置するラミネートセルを前記試料ホルダーの移動によって切り替えるホルダー移動装置と、を備え、
   前記試料ホルダーは、
   前記複数のラミネートセルを平面的に並べて配置可能な第１支持部材と、
   前記第１支持部材に並べて配置された前記複数のラミネートセルをそれぞれ前記第１支持部材との間に挟んで支持する複数の第２支持部材と、
   前記ラミネートセルを挟んで支持する前記第１支持部材と前記第２支持部材とを互いに離間しないように押さえる押さえ部と、を備え、
   前記第１支持部材は、前記複数のラミネートセルを放射状に並べて配置できるように正面視円形に形成されており、
   前記ホルダー移動装置は、前記試料ホルダーの回転移動によって、前記Ｘ線の通過位置に配置するラミネートセルを切り替えるものである
   ことを特徴とする試料切り替え装置。
4. 前記試料ホルダーの回転軸は、前記Ｘ線の光軸よりも上方に配置されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の試料切り替え装置。
5. 前記ホルダー移動装置は、前記試料ホルダーを回転移動させる回転部材と、前記Ｘ線の光軸方向と直交する方向で前記回転部材の位置を調整可能な位置調整機構と、を備える
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の試料切り替え装置。
6. セパレータを間に挟んで正極と負極を積層してなる電池要素を、電解液とともにラミネートフィルムにより密封したラミネートセルを試料とし、前記ラミネートセルにＸ線を照射して分析データを得るｉｎ−ｓｉｔｕＸ線分析に用いられる試料切り替え装置であって、
   複数のラミネートセルを保持することができる試料ホルダーと、前記試料ホルダーを移動可能に支持するとともに、前記試料ホルダーで保持した前記複数のラミネートセルのうち、前記Ｘ線の通過位置に配置するラミネートセルを前記試料ホルダーの移動によって切り替えるホルダー移動装置と、を備え、
   前記試料ホルダーは、
   前記複数のラミネートセルを平面的に並べて配置可能な第１支持部材と、
   前記第１支持部材に並べて配置された前記複数のラミネートセルをそれぞれ前記第１支持部材との間に挟んで支持する複数の第２支持部材と、
   前記ラミネートセルを挟んで支持する前記第１支持部材と前記第２支持部材とを互いに離間しないように押さえる押さえ部と、を備え、
   前記第１支持部材は、前記複数のラミネートセルを放射状に並べて配置できるように正面視半円形に形成されており、
   前記ホルダー移動装置は、前記試料ホルダーの回転移動によって、前記Ｘ線の通過位置に配置するラミネートセルを切り替えるものである
   ことを特徴とする試料切り替え装置。
   

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