(57)【要約】【課題】試料に含まれている金属化合物が金属水酸化物か金属酸化物かを好適に判別可能なＥＰＭＡを用いた検査方法を提供すること。【解決手段】ＥＰＭＡを用いた検査方法は、酸素のｓＫα線と酸素のＫα１，２線との強度比及びアルミニウムのＫβ線の半値幅に基づいて、試料Ｓに含まれている金属化合物が水酸化アルミニウムかアルミナかを判別する。詳細には、ＥＰＭＡを用いた検査方法は、酸素のＫα１，２線に対する酸素のｓＫα線の強度比が０．１４〜０．１７であり、アルミニウムのＫβ線の半値幅が０．０２２〜０．０２６Åである場合には、試料Ｓに含まれている金属化合物が水酸化アルミニウムであると判別する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料に対して電子線を照射し、前記試料から発生する特性Ｘ線を検出することにより前記試料の組成を検査するＥＰＭＡを用いた検査方法において、
酸素のＫα１，２線のサテライトピークであるｓＫα線と酸素のＫα１，２線との強度比及び金属のＫβ線の半値幅に基づいて、前記試料に含まれている金属化合物が金属水酸化物か金属酸化物かを判別することを特徴とするＥＰＭＡを用いた検査方法。
【請求項２】
前記金属はアルミニウムであり、前記金属水酸化物は水酸化アルミニウムであり、前記金属酸化物はアルミナである請求項１に記載のＥＰＭＡを用いた検査方法。
【請求項３】
前記酸素のＫα１，２線に対する前記酸素の前記ｓＫα線の強度比が０．１４〜０．１７であり、前記アルミニウムのＫβ線の半値幅が０．０２２〜０．０２６Åである場合に、前記試料に含まれている金属化合物が水酸化アルミニウムであると判別する請求項２に記載のＥＰＭＡを用いた検査方法。
【請求項４】
前記試料は、正極活物質層である請求項１〜３のうちいずれか一項に記載のＥＰＭＡを用いた検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＰＭＡを用いた検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄電装置等で用いられる電極は、例えば金属箔及び活物質層を有している。活物質層には、例えば水酸化アルミニウム等の金属水酸化物が含まれているものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２０７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、熱などの影響によって金属水酸化物が金属酸化物に変化する場合がある。すると、活物質層の特性が変化し、充電特性に影響を及ぼす場合がある。このため、活物質層内の金属水酸化物が金属酸化物に変化しているか否かの判別を行うことが求められる。
【０００５】
上記判別を行う手法としては、例えばＸ線回折が考えられる。しかしながら、金属水酸化物の含有量が少ない場合、Ｘ線回折では、上記判別を精度よく行うことができない場合がある。
【０００６】
これに対して、直径数μｍ以下等といった微量な化合物の組成を比較的短時間で検出可能なＥＰＭＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｐｒｏｂｅ  ＭｉｃｒｏＡｎａｌｙｓｅｒ：電子線マイクロアナライザ）を用いて、上記判別を行うことが考えられる。しかしながら、この場合であっても、微量な化合物の組成変化を判別する関係上、金属水酸化物か金属酸化物かの判別の精度の低さが懸念される。
【０００７】
なお、上述した事情は、活物質層の金属水酸化物に限られず、半導体などの他の試料の金属水酸化物についても同様である。
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、試料に含まれている金属化合物が金属水酸化物か金属酸化物かを好適に判別可能なＥＰＭＡを用いた検査方法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】
【０００８】
上記目的を達成するＥＰＭＡを用いた検査方法は、試料に対して電子線を照射し、前記試料から発生する特性Ｘ線を検出することにより前記試料の組成を検査するものであって、酸素のＫα１，２線のサテライトピークであるｓＫα線と酸素のＫα１，２線との強度比及び金属のＫβ線の半値幅に基づいて、前記試料に含まれている金属化合物が金属水酸化物か金属酸化物かを判別することを特徴とする。
【０００９】
本発明者らは、金属化合物が金属水酸化物である場合と金属酸化物である場合とで、酸素のｓＫα線と酸素のＫα１，２線との強度比及び金属のＫβ線の半値幅の双方に変化があることを見出した。そして、その知見に基づいて、酸素のｓＫα線と酸素のＫα１，２線との強度比及び金属のＫβ線の半値幅に基づいて、試料に含まれている金属化合物が金属水酸化物か金属酸化物かを判別することにした。これにより、上記判別を精度よく行うことができる。
【００１０】
上記ＥＰＭＡを用いた検査方法について、前記金属はアルミニウムであり、前記金属水酸化物は水酸化アルミニウムであり、前記金属酸化物はアルミナであるとよい。かかる構成によれば、アルミナか、水酸化アルミニウムかの判別を好適に行うことができる。特に、水酸化アルミニウムは、熱等によってアルミナに変化し得る。このため、水酸化アルミニウムがアルミナに変化していないか否かを、適宜判別する必要が生じ得る。これに対して、酸素のｓＫα線と酸素のＫα１，２線との強度比及びアルミニウムのＫβ線の半値幅に基づいて、アルミナか、水酸化アルミニウムかの判別を行うことにより、水酸化アルミニウムがアルミナに変化したか否かを好適に判別することができる。
【００１１】
上記ＥＰＭＡを用いた検査方法について、前記酸素のＫα１，２線に対する前記酸素の前記ｓＫα線の強度比が０．１４〜０．１７であり、前記アルミニウムのＫβ線の半値幅が０．０２２〜０．０２６Åである場合に、前記試料に含まれている金属化合物が水酸化アルミニウムであると判別するとよい。本発明者らは、酸素のＫα１，２線に対する酸素のｓＫα線の強度比が０．１４〜０．１７であり、アルミニウムのＫβ線の半値幅が０．０２２〜０．０２６Åである場合、試料に含まれる金属化合物は水酸化アルミニウムであることを見出した。この知見に基づき、上記のように強度比及び半値幅の数値範囲を設定することにより、水酸化アルミニウムかアルミナかの判別を、より好適に行うことができる。
【００１２】
上記ＥＰＭＡを用いた検査方法について、前記試料は、正極活物質層であるとよい。かかる構成によれば、正極活物質層に含まれる金属化合物が、金属水酸化物か金属酸化物かを好適に判別することができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、試料に含まれている金属化合物が金属水酸化物か金属酸化物かを好適に判別できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ＥＰＭＡを用いた検査方法の概要を示す模式図。
【図２】アルミニウムのＫβ線の強度を示すグラフ。
【図３】酸素のＫα１，２線及び酸素のｓＫα線の強度を示すグラフ。
【図４】水酸化アルミニウムの複数のサンプル、及び、アルミナの複数のサンプルについて、アルミニウムのＫβ線の半値幅及び酸素のＫα１，２線と酸素のｓＫα線との強度比を測定した結果を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、ＥＰＭＡを用いた検査方法の一実施形態について説明する。
図１に示すように、ＥＰＭＡを用いた検査方法では、まず試料Ｓに対して１次電子線を照射する。そして、１次電子線が照射された箇所周辺の領域Ｚから発生する特性Ｘ線の強度及び波長を検出し、その検出結果に基づいて試料の組成を検査する。なお、領域Ｚが検査対象の領域に対応する。
【００１６】
試料Ｓは金属化合物を含むものであり、例えば正極活物質層である。正極活物質層には、金属化合物が含有された正極活物質、バインダ、導電助剤等が含まれている。正極活物質は、金属水酸化物としての水酸化アルミニウムを含む。
【００１７】
ちなみに、正極活物質層内に含まれている水酸化アルミニウムの含有量は微量であり、例えば正極活物質層の全体の質量％を１００％とすると、水酸化アルミニウムの含有量は０．５〜７．０質量％、さらに望ましくは２．０〜５．０質量％である。
【００１８】
ここで、正極活物質層の製造工程においては、正極活物質等が含まれた正極活物質層の原料となるスラリーを塗布する塗布工程、及び、塗布されたスラリーを乾燥させる乾燥工程、加熱工程等が含まれている。この場合、乾燥工程や加熱工程において、水酸化アルミニウムがアルミナに変化し得る。
【００１９】
これに対して、本発明者らは、水酸化アルミニウムとアルミナとで、特性Ｘ線の特性である酸素のＫα１，２線と酸素のｓＫα線との強度比及びアルミニウムのＫβ線の半値幅が異なることを見出した。そして、本実施形態におけるＥＰＭＡを用いた検査方法では、酸素のＫα１，２線と酸素のｓＫα線との強度比及びアルミニウムのＫβ線の半値幅に基づいて、試料Ｓに含まれている金属化合物が水酸化アルミニウムかアルミナかを判別する。詳細には、酸素のＫα１，２線に対する酸素のｓＫα線の強度比が０．１４〜０．１７であり、アルミニウムのＫβ線の半値幅が０．０２２〜０．０２６Åである場合には、試料Ｓに含まれている金属化合物が水酸化アルミニウムであると判別する。なお、酸素のｓＫα線とは、酸素のＫα１，２線のサテライトピークである。
【００２０】
図２〜図４を用いて、水酸化アルミニウム及びアルミナにおける特性Ｘ線の特性の違いについて説明する。図２は、アルミニウムのＫβ線の強度を示すグラフであり、図３は、酸素のＫα１，２線及び酸素のｓＫα線の強度を示すグラフである。図２及び図３において、実線は水酸化アルミニウムを示し、一点鎖線はアルミナを示す。
【００２１】
図２に示すように、水酸化アルミニウムとアルミナとでは、アルミニウムのＫβ線の半値幅が異なっており、水酸化アルミニウムにおけるアルミニウムのＫβ線の半値幅は、アルミナにおけるアルミニウムのＫβ線の半値幅よりも短い。
【００２２】
また、図３に示すように、水酸化アルミニウムとアルミナとでは、酸素のｓＫα線の強度が異なっており、水酸化アルミニウムにおける酸素のｓＫα線の強度は、アルミナにおける酸素のｓＫα線の強度よりも高い。
【００２３】
図４は、水酸化アルミニウムの複数のサンプル、及び、アルミナの複数のサンプルについて、アルミニウムのＫβ線の半値幅及び酸素のＫα１，２線と酸素のｓＫα線との強度比を測定した結果を示すグラフである。図４に示すように、水酸化アルミニウムでは、酸素のＫα１，２線に対する酸素のｓＫα線の強度比が０．１４〜０．１７であり、アルミニウムのＫβ線の半値幅が０．０２２〜０．０２６Åであった。一方、アルミナでは、酸素のＫα１，２線に対する酸素のｓＫα線の強度比が０．０９〜０．１３であり、アルミニウムのＫβ線の半値幅が０．０２９〜０．０３３Åであった。
【００２４】
次に本実施形態の作用について説明する。
金属化合物が水酸化アルミニウムかアルミナかを判別するためのパラメータとして、酸素のＫα１，２線と酸素のｓＫα線との強度比及びアルミニウムのＫβ線の半値幅の２つのパラメータが用いられる。このため、図４に示すように、水酸化アルミニウムに対応する分布と、アルミナに対応する分布とが明確に分かれている。
【００２５】
以上詳述した本実施形態によれば以下の優れた効果を奏する。
（１）ＥＰＭＡを用いた検査方法において、酸素のｓＫα線と酸素のＫα１，２線との強度比及びアルミニウムのＫβ線の半値幅に基づいて、試料Ｓに含まれている金属化合物が水酸化アルミニウムかアルミナかを判別する。これにより、検査対象が微量であっても、水酸化アルミニウムかアルミナかの判別を精度よく行うことができる。
【００２６】
特に、判別に用いるパラメータとして、上記強度比及び上記半値幅の２つのパラメータを採用したことにより、１のパラメータで判別する手法と比較して、判別の精度を高めることができる。
【００２７】
（２）本実施形態の検査対象は、アルミナ及び水酸化アルミニウムである。水酸化アルミニウムは、熱等によってアルミナに変化し得る。このため、水酸化アルミニウムがアルミナに変化していないか否かを、適宜判別する必要が生じ得る。
【００２８】
これに対して、上記のように酸素のｓＫα線と酸素のＫα１，２線との強度比及びアルミニウムのＫβ線の半値幅に基づいて、金属化合物がアルミナか水酸化アルミニウムかの判別を行うことにより、水酸化アルミニウムがアルミナに変化したか否かを好適に判別することができる。
【００２９】
（３）ＥＰＭＡを用いた検査方法は、酸素のＫα１，２線に対する酸素のｓＫα線の強度比が０．１４〜０．１７であり、アルミニウムのＫβ線の半値幅が０．０２２〜０．０２６Åである場合には、試料Ｓに含まれている金属化合物が水酸化アルミニウムであると判別する。これにより、水酸化アルミニウムかアルミナかの判別を、より好適に行うことができる。
【００３０】
（４）試料Ｓは、正極活物質層である。これにより、正極活物質層に含まれる水酸化アルミニウムがアルミナに変化しているか否かを、好適に判別することができる。
ここで、既に説明した通り、電極の製造工程では、正極活物質層に熱が付与される場合がある。この場合、水酸化アルミニウムがアルミナに変化し得る。これに対して、上述したＥＰＭＡを用いた検査方法を適用することにより、電極の製造工程において水酸化アルミニウムからアルミナに変化した場合に、当該変化を好適に把握することができる。
【００３１】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  検査対象は、水酸化アルミニウムであったが、これに限られず、金属水酸化物であればよい。例えば、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、水酸化銅、水酸化鉄、水酸化マグネシウム等を検査対象としてもよい。この場合、アルミニウムのＫβ線に代えて、各金属のＫβ線を測定すればよい。金属がアルミニウム以外の場合であっても、金属水酸化物と金属酸化物とで、酸素のｓＫα線と酸素のＫα１，２線との強度比及び金属のＫβ線の半値幅の２次元分布の偏りが生じ、その分布から判別を行うことができる。
【００３２】
○  また、試料Ｓは、正極活物質層であったが、これに限られず、任意であり、例えば負極活物質層であってもよいし、半導体等であってもよい。
○  実施形態では、酸素のＫα１，２線に対する酸素のｓＫα線の強度比を採用したが、これに限られず、酸素のｓＫα線に対する酸素のＫα１，２線の強度比を採用してもよい。
【００３３】
○  実施形態で説明した手法に基づくシーケンスを搭載した分析装置であってもよい。詳細には、分析装置は、酸素のｓＫα線と酸素のＫα１，２線との強度比及び金属のＫβ線の半値幅に基づいて、試料に含まれている金属化合物が金属水酸化物か金属酸化物かを判別する判別部を備えているとよい。
【００３４】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に記載する。
（イ）ＥＰＭＡを用いた分析装置において、酸素のｓＫα線と酸素のＫα１，２線との強度比及び金属のＫβ線の半値幅に基づいて、試料に含まれている金属化合物が金属水酸化物か金属酸化物かを判別する判別部を備えていることを特徴とするＥＰＭＡを用いた分析装置。
【符号の説明】
【００３５】
Ｓ…試料。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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