(57)【要約】  トモグラフィーを含む非侵入的な多工程処理を、電池の特性を決定するために適用する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池の特性を決定する方法であって、前記電池が内部を有し、前記方法が、
（ａ）マイクロコンピュータトモグラフィーを用いて前記電池内部について非侵入的にデータを取得することと、
（ｂ）前記データから前記電池内の容積又は密度を決定することと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記容積が占有空間であるか、又は前記容積が空隙容積である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電池内部の複数位置のそれぞれにおいて密度を決定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記複数位置での前記密度がスタックエッジアーチファクトを含み、それが起点をずらして複数回行う前記電池のスキャンを組み合わせることによって軽減される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記電池がカソードを含み、前記密度がカソード密度である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記密度又は前記容積が前記電池の構成要素に関するものである、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
工程（ａ）に先立って、前記電池内部の構成要素及び／又は領域を層化又は隔離することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記電池の前記構成要素及び／又は前記領域を、重力を用いることによって、求心力を用いることによって、温度を用いることによって、又は磁気を用いることによって隔離することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項９】
非放電状態にある電池に対して工程（ａ）及び（ｂ）を実施し、次いで前記電池を放電させ、その後、放電させた電池に対して工程（ａ）及び（ｂ）を繰り返すことを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記マイクロコンピュータトモグラフィーを用いることが、Ｘ線源からのＸ線ビームを前記電池に照射することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
電池内部に関するデータを取得する方法であって、前記方法が、
（ａ）前記電池内部の構成要素及び／又は領域を隔離することと、
（ｂ）トモグラフィーを用いて前記電池内部について非侵入的にデータを取得することと、
を含む、方法。
【請求項１２】
前記トモグラフィーがマイクロコンピュータトモグラフィーであるか、又は前記トモグラフィーが中性子トモグラフィーである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
電池の特性を決定する方法であって、前記電池が内部を有し、前記方法が、
（ａ）前記電池が非放電状態にある時に、トモグラフィーを用いて前記電池内部について非侵入的にデータを取得し、前記電池内の第１の容積を決定することと、
（ｂ）前記電池を放電させることと、
（ｃ）トモグラフィーを用いて前記放電させた電池内部について非侵入的にデータを取得し、前記放電させた電池内の第２の容積を決定することと、
を含む、方法。
【請求項１４】
前記トモグラフィーがマイクロコンピュータトモグラフィーであるか、又は前記トモグラフィーが中性子トモグラフィーである、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記電池の放電の前、途中、及び／又は後にトモグラフィーを用いることを含む、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電池に関係するものである。
【背景技術】
【０００２】
電池は、電気エネルギー源として一般的に使用される。電池は、アノードと通常呼ばれる負の電極、及びカソードと通常呼ばれる正の電極を含む。アノードは酸化されることのできる活性物質を含む。カソードは還元されることのできる活性物質を含み、又は消費する。アノード活性物質は、カソード活性物質を還元することができる。
【０００３】
電池が装置内で電気エネルギー供給源として用いられる時には、電気的接触がアノード及びカソードになされ、電子が装置を貫流できるようにし、並びにそれぞれ酸化及び還元反応を生じさせて電力を提供する。アノード及びカソードに接触している電解質は、電極間のセパレータを貫流するイオンを含有して、放電中の電池全体の電荷の均衡を維持する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は全体として、電池に対してトモグラフィーを実施することに関する。トモグラフィーは、部分又は切片ごとの撮像である。トモグラフィーの例としては、コンピュータトモグラフィー（又はＸ線トモグラフィー）、中性子トモグラフィー、及び低温電子トモグラフィーが挙げられる。トモグラフィーは、電池に関する情報を非侵入的かつ非破壊的に取得する技術を提供する。
【０００５】
一態様では、本発明は、内部を有する電池の特性を決定する方法を提供する。この方法は、トモグラフィーを用いて電池内部について非侵入的にデータを取得することと、そのデータから特性を決定することと、を含む。
【０００６】
別の態様では、本発明は、電池内部に関するデータを取得する方法を提供する。この方法は、電池内部の構成要素及び／又は領域を隔離することと、トモグラフィーを用いて電池内部について非侵入的にデータを取得することと、を含む。
【０００７】
別の態様では、本発明は、内部を有する電池の特性を決定する方法を提供する。この方法は、電池が非放電状態にある時に、トモグラフィーを用いて電池内部について非侵入的にデータを取得する（例えば、電池内の第１の容積を取得し得る）ことと、電池を放電させることと、トモグラフィーを用いて放電させた電池内部について非侵入的にデータを取得する（例えば、放電させた電池内の第２の容積を取得し得る）ことと、を含む。これら第１及び第２の容積から、電池の放電挙動を決定することができる。
【０００８】
実施形態は、以下に記述される１つ以上の特徴を含んでもよい。特性は、データから内部の三次元表示を生成することによって決定され得る。特性は、（例えば、電池内のカソード、水素ガス、水素含有分子など、電池の構成要素及び／又は電池内の水の）占有空間、非占有空間、非占有空間の容積、密度であり得る。特性は、電池の構成要素若しくは一部分又は電池全体に関するものであり得る。特性は、電池内部の複数位置で決定されてよい。例えば、電池はカソードを含むことができ、特性は、電池内部の複数位置で測定されたカソードの密度であり得る。電池内部の複数位置での特性の変化が決定され得る。電池は構成要素を含むことができ、特性は、電池内部における構成要素の分布であり得る。複数位置での密度は、スタックエッジアーチファクトを含むことがあるが、それは起点をずらして複数回行う電池のスキャンを組み合わせることによって軽減することができる。例えば、アーチファクトを軽減するためには、第１のスキャン及び第２のスキャンを含む２パススキャン法を用いることができる。第２のスキャンにおける電池の起点は、スタックの高さの半分だけずらしてよい。各スキャンは、中央スタックデータを生成することができる。これら２スキャンに伴う中央スタックデータを接合することにより、スタックエッジアーチファクトを除去することができる。諸実施形態はまた、次の特徴のうちの１つ以上を含んでもよい。電池内部の構成要素及び／又は領域は、電池内部について非侵入的にデータを取得するために、トモグラフィーの使用に先立って隔離又は層化することができる。電池の構成要素及び／又は領域は、原形のままの電池に力を加えることによって隔離することができる。電池の構成要素及び／又は領域は、例えば、重力、求心力、温度、又は磁気を用いることによって隔離することができる。空隙は電池の端部に隔離することができる。
【０００９】
実施形態はまた、次の特徴のうちの１つ以上を含んでもよい。内部特性を決定した後、電池内部に物理的にアクセスし、分析を行うことができる。分析は化学分析であってもよい。トモグラフィーは電池の放電前、放電中、及び／又は放電後に用いることができる。電池は繰り返し放電を行い、その放電を行っている電池の内部について非侵入的にデータを取得するためにトモグラフィーを繰り返し用いてもよい。電池の構成要素及び／又は領域は、電池の放電前、放電中、及び／又は放電後に、並びにトモグラフィーが用いられる前に、例えば重力又は求心力などの力を電池に加えることによって隔離することができる。
【００１０】
実施形態はまた、次の特徴のうちの１つ以上を含んでもよい。トモグラフィーはマイクロコンピュータトモグラフィーであってよい。電池はマイクロコンピュータトモグラフィー装置内で、電池の対称軸（例えば長手方向軸）に対して回転することができる。マイクロトモグラフィーの使用は、Ｘ線源からのＸ線ビームを電池に照射することを含み得る。Ｘ線ビームはフィルターを用いてフィルター処理することができる。フィルターは金属材料を含み得る。金属材料は、アルミニウム、亜鉛、鉄、銅、真鍮、ニッケル、チタン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択することができる。フィルターは例えば、約０．０１ｍｍ、０．００２ｍｍ、及び／又は最大で例えば約１．００ｍｍまでの厚さを有し得る。Ｘ線ビームのエネルギープロファイルは、Ｘ線ビームを電池に照射する前に、例えばフィルターの厚さ、フィルターの構成要素、装置の電圧及び／又は電流を調整することによって、調整することができる。Ｘ線源にはＸ線分光計を結合することができる。トモグラフィーはまた、中性子トモグラフィーであってもよい。トモグラフィーは室温で実施し得る。
【００１１】
これらの方法は一次又は二次電池に対して用いることができる。一次電気化学セルとは、１度だけ、例えば完全に消費されるまで放電され、その後廃棄されることを意味する。一次電池は、再充電されることを意図しない。一次電池は、例えば、Ｄａｖｉｄ  Ｌｉｎｄｅｎ，Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｂａｔｔｅｒｉｅｓ（ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ，２ｄ  ｅｄ．１９９５）に記載されている。二次電気化学セルは多数回、例えば５０回を超えて、１００回を超えて、又はそれ以上、再充電することができる。二次電池は、例えばＦａｌｋ  ＆  Ｓａｌｋｉｎｄ，「Ａｌｋａｌｉｎｅ  Ｓｔｏｒａｇｅ  Ｂａｔｔｅｒｉｅｓ」，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．１９６９、米国特許第３４５，１２４号、及びフランス特許第１６４，６８１号に記述されている。
【００１２】
これらの方法は任意のタイプの電池、例えばアルカリ電池、二硫化鉄リチウム（lithium-ion disulfide）電池、リン酸リチウム電池、二酸化マンガンリチウム電池、亜鉛空気電池、亜鉛炭素電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、鉛酸電池及び銀亜鉛電池などに用いることができる。
【００１３】
これらの方法は、円筒状電池（例えば単３、単４、単６、単２、及び単１電池）、角柱状電池（例えばＰＰ３電池）、及びボタン電池（例えば時計用電池）など、任意の形状の電池に用いることができる。
【００１４】
これらの方法は電池の設計及びモデリングに用いることができる。
【００１５】
本明細書に記載されている出版物、特許出願、特許、及びその他の参考文献はすべて、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００１６】
本発明の他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明から、また特許請求の範囲から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】電池の概要図。
【図２】電池の内部特性の決定方法を例示するフローチャート。
【図３Ａ】単３電池の三次元マイクロコンピュータトモグラフィー画像の二次元スライス。
【図３Ｂ】単３電池の三次元マイクロコンピュータトモグラフィー画像の二次元スライス。
【図３Ｃ】単３電池の三次元マイクロコンピュータトモグラフィー画像の二次元スライス。
【００１８】
様々な図面における同様の参照記号は同様の要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１を参照すると、電池１０は、カソード１２、アノード１４、セパレータ１６、及び円筒状ハウジング１８を含む。電池１０はまた、集電体２０、シール２２、及び電池の負端子として機能する負の金属エンドキャップ２４も含む。電池の、負端子とは反対側の端部には、電池の正端子を提供する正のピップ（pip）２６が配置されている。電解液は、電池１０全体に分散されている。電池１０はアルカリ電池、例えば、単３、単４、単６、単２、又は単１電池であることができる。
【００２０】
カソード１２は、１つ以上のカソード活性物質を含む。カソード１２は更に、炭素粒子、結合剤、及びその他の添加剤を含んでもよい。カソード活性物質の例には、二酸化マンガン及びオキシ水酸化ニッケルが挙げられる。炭素粒子はグラファイト粒子であってよい。結合剤の例には、ポリエチレン、ポリアクリル酸、又はフルオロカーボン樹脂が挙げられる。電解液はカソード１２全体に分散され得る。電解質は水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムなどのアルカリ水酸化物の水溶液であることができる。
【００２１】
アノード１４は、アノード活性物質、ゲル化剤、及びガス発生阻害剤（gassing inhibitor）などの微量の添加剤で形成されることができる。更に、上述の電解質溶液の一部がアノード全体にわたって分散される。アノード活性物質の例としては、亜鉛が挙げられる。ゲル化剤の例としては、ポリアクリル酸、グラフト化デンプン材料、ポリアクリル酸の塩、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースの塩（例えば、カルボキシメチルセルロースナトリウム）又はこれらの組み合わせを挙げることができる。ガス発生阻害剤には、ビスマス、スズ、又はインジウムなどの無機材料が含まれ得る。あるいは、ガス発生阻害剤は、リン酸エステル、イオン性界面活性剤又は非イオン性界面活性剤のような有機化合物を含み得る。
【００２２】
セパレータ１６は従来のアルカリ電池セパレータとすることができる。別の実施形態において、セパレータ１６は、１層の不織布材料と組み合わされた１層のセロハンを含むことができる。セパレータは、追加の不織布材料の層も含むことができる。ハウジング１８は、一次アルカリ電池で通常使用される従来のハウジング、例えばニッケルめっきされた冷延鋼板とすることができる。集電体２０は、黄銅のような好適な金属から作製することができる。シール２２は、例えばナイロンで作製することができる。
【００２３】
電池１０は非占有空間、すなわちガス又は液体で占有されるが電池の固体構成要素によっては占有されない空間を含む。例えば、電池１０の構成要素、例えばカソード１２及びアノード１４は、非占有空間としての孔又は空隙を含む。すなわち、電池１０の構成要素は、ハウジング１８内の総容積より少ない空間を占める。非占有空間は、生成されるガス、例えば水素の貯蔵庫と、アノード及びカソード物質が電池の使用中に膨張するための余地とを提供する。この非占有空間は、電池１０内で内圧調整のためのバッファを効果的に提供することができる。非占有空間の容積を制御することは、ガス生成及び電池性能の制御に役立ち得る。
【００２４】
例えば非占有空間など、電池１０の内部特性の決定には、非侵入的多工程処理を用いることができる。図２を参照すると、本プロセスは試料調製工程３６、データ収集工程３８、データ処理工程４０、及び分析工程４２を含む。本明細書で使用する場合、非侵入的とは、電池を物理的に開けることがないことを意味する。
【００２５】
占有空間に加えて、例えば、容積、密度、気孔率、及びカソード１２若しくはアノード１４のような電池１０内の様々な構成要素の分布などが、内部特性となり得る。実施形態によっては、内部特性は電池１０全体に関わる。実施形態によっては、内部特性は電池１０の一部分、例えば特定の場所又は領域に関わる。内部特性の評価は放電プロセスの前、途中、及び／又は後にすることができる。内部特性の測定及び決定により、電池の設計の改良を促進し、電池の性能を向上させることができる。
【００２６】
実施形態によっては、試料調製工程３６は、重力又は遠心力を用いて電池１０の構成要素又は領域を非侵入的に層化又は隔離することを含む。例えば、非占有空間は、振盪又は急回転によって電池１０の端部、例えば正の端部に隔離されることができる。
【００２７】
データ収集工程３８においては、電池１０のデータ又は画像が、マイクロコンピュータトモグラフィー（ｍＣＴ）を用いて収集される。ｍＣＴは、単一の回転軸の周りから得た多数の一連の二次元Ｘ線画像からデジタルジオメトリ処理を用いて対象内部の三次元画像を生成するトモグラフィーを採用する。ｍＣＴについての詳細な情報は、Ｄｕｆｒｅｓｎｅ  ａｌ．，「Ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ  ａｎｄ  Ｉｔｓ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」ｉｎ  Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ  ａｎｄ  Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｍａｒｃｅｌ  Ｄｅｋｋｅｒ  Ｉｎｃ．，２００４、Ｒｕｅｇｓｅｇｇｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，Ａ  ｍｉｃｒｏｔｏｍｏｇｒａｐｈｉｃ  ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ｎｏｎ−ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｂｏｎｅ  ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，Ｃａｌｃｉｆ．Ｔｉｓｓ．Ｉｎｔ．５８，２４〜２９（１９９６）、及びＵｌｒｉｃｈ  ｅｔ  ａｌ．，「Ｔｈｅ  ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  ｔｒａｂｅｃｕｌａｒ  ｂｏｎｅ  ｅｖａｌｕａｔｅｄ  ｗｉｔｈ  ｍｉｃｒｏ−ｃｏｍｐｕｔｅｄ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ，ＦＥＡ  ａｎｄ  ｍｅｃｈｎｉｃａｌ  ｔｅｓｔｉｎｇ」ｉｎ  Ｂｏｎｅ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ｉｎ  Ｂｉｏｍｅｃｈａｎｉｃｓ，ＩＯＳ  Ｐｒｅｓｓ  Ａｍｓｔｅｒｄａｍ，９７〜１１２，１９９７においても提供されている。
【００２８】
実施形態によっては、Ｘ線源からのＸ線は、電池１０に照射される前にフィルター処理される。例えば、フィルター、例えばＡｌ又はＺｎから作製されたフィルターをＸ線源と電池１０との間に適用する。フィルターは約０．０１ｍｍ〜約１ｍｍの厚さを有し得る。実施形態によっては、１つを超えるフィルターが用いられる。
【００２９】
実施形態によっては、フィルター処理されたＸ線源にＸ線分光計が結合され、ｍＣＴ装置と共に用いられる。分光計により、フィルター処理されたＸ線源のエネルギープロファイルなどの特性を測定し、Ｘ線源のフィルター処理の最適化及び制御を促進することができる。
【００３０】
電池１０は、ｍＣＴ装置、例えばＳｋｙＳｃａｎ  １１７２の照射管内に、電池１０の長手方向軸と回転軸とが一致するように設置される。電池１０内の対象領域は、例えばアノード１４の一部であり得る。実施形態によっては、電池を照射管内に設置してマイクロコンピュータトモグラフィーを電池に対して施す前に、照射管を例えば少なくとも８分間、又は少なくとも３０分間、暖機する。
【００３１】
角度の異なる視点からのＸ線画像は、電池１０の二次元断層画像を表す。これらの画像は、データ処理工程４０において、ＭａｔＬａｂ  ａｎｄ  Ａｍｉｒａのようなソフトウェア製品及びユーザー定義のコーディングを用いて処理され、電池１０の構成要素におけるＸ線吸収のコントラストに基づいて再構成され、三次元微細構造画像が作成される。他の画像処理及び／又は分析プラットホームを用いることも可能である。このようなプラットホームとしては、Ａｎａｌｙｚｅ（登録商標）（ＡｎａｌｙｚｅＤｉｒｅｃｔ，Ｏｖｅｒｌａｎｄ  Ｐａｒｋ，ＫＳ）、ＴＶＫ（登録商標）（Ｋｉｔｗａｒｅ，Ｃｌｉｆｔｏｎ  Ｐａｒｋ，ＹＮ）、ＩｍａｇｅＰｒｏ  Ｐｌｕｓ（登録商標）（ＭｅｄｉｃａｌＣｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ，Ｂｅｔｈｅｓｄａ，ＭＤ）、及びＩｍａｇｅＪ（登録商標）（Ｏｐｅｎ  Ｓｏｕｒｃｅ，ＮＩＨ）などが挙げられる。
【００３２】
最後に、再構成された三次元微細構造画像は分析工程４２において分析され、電池１０の内部特性が数値化される。
【００３３】
このようなマイクロコンピュータトモグラフィーを用いた非侵入的多工程処理により、電池１０の様々な構成要素の特性を高精度、例えばマイクロスケールで特徴付けることができる。本プロセスが非侵入的な特徴を有するために、密閉された電池の内部について得られた情報は、電池の設計、製造、及び品質保証に有用である。
【００３４】
実施形態によっては、データ収集に中性子トモグラフィーを用いることができる。中性子により、例えば水素、リチウム６、ホウ素１０、カルシウム、及びガドリニウムなどの元素を、これらの元素が金属ハウジング内に収容されている場合であっても効果的に探査することができる。したがって、これらの元素を高濃度に含む物質（例えばこれらの元素を含有する液体又は固体）は、中性子トモグラフィーに適している。例えば、水素元素を含有する物質としては、水、過酸化水素、並びに水素含有有機化合物及び混合物が挙げられる。したがって、中性子トモグラフィーにより、電池１０内の電解質及び電極（電極がリチウムからなる場合）の分布を空間的にも動的にも撮像することが可能となる。先に述べたマイクロコンピュータトモグラフィーと同様、電池１０の二次元画像を生成し処理することで、電池１０の内部の三次元表示を再構成することができる。中性子トモグラフィーについての記述は、Ｒｉｄｇｗａｙ  ｅｔ  ａｌ．，Ｔｒａｎｓ．ｉｎ  Ｐｏｒｏｕｓ  Ｍｅｄｉａ  ６３，５０３〜５２５（２００６）にも提供されている。
【００３５】
実施形態によっては、先に述べた多工程処理を動的展開、例えば電池１０の１つ以上の構成要素の放電挙動を理解するために用いることができる。このような実施形態では、電池１０の放電の前、途中、及び後に多数の三次元画像が生成される。例えば、試料調製の後、マイクロコンピュータトモグラフィーを非放電状態にある電池１０に対して適用し、分析を通じて電池の第１の三次元画像が生成される。電池１０はその後で放電され、再びマイクロトモグラフィーを適用することにより電池１０の第２の三次元微細構造画像が生成される。これら放電プロセス及びデータ収集及びプロセス工程を繰り返し行うことで、放電中の電池１０の三次元画像をより多く作成することができる。
【００３６】
三次元画像は時系列的に分析され、放電プロセスにおける動的展開、例えばカソード又はアノード活性物質の膨張、異なる構成要素の分布及び密度の変化、並びに電池の変形などが描写される。実施形態によっては、特定の構成要素又は領域のダイナミクスを追跡できるように、対象となる構成要素又は領域を絞って検査が行われる。所望の情報は、例えば放電プロセスの持続時間及び回数を制御することによって得ることができる。
【００３７】
実施形態によっては、電池１０の三次元画像を得た後に、電池１０に対して侵入的な化学分析が行われる。実施形態によっては、電池１０が開かれ、占有空間、例えば活性物質の分布が分析される。同一の電池に対して非侵入的な多工程処理と侵入的化学分析とを組み合わせて適用することにより、例えば、電池の三次元画像からの物理的特性を同一電池の化学特性に結びつけることが可能となる。
【００３８】
上述した非侵入的処理及び関連した分析はアルカリ電池１０に適用されるが、これらは他の電池、例えば二硫化鉄リチウム、リン酸リチウム、二酸化マンガンリチウム、亜鉛空気、亜鉛炭素、ニッケル水素、及びリチウムイオン電池にも用いることができる。上述したような非侵入的処理及び関連した分析は、電池の設計及びモデリングに用いることができる。
【実施例】
【００３９】
（実施例１）
ここに例示する実施例では、単３電池のカソード容積を非侵入的に測定し算出する。
【００４０】
市販の単３電池を用意し、スキャンのためにｍＣＴシステム内に配置する。電池を約０．９度／１８０度の刻みで回転させる。各刻みごとにＸ線投影データファイルが１つ生成される。１８００回の投影が行われ、対応した１８００個のデータファイルが標準コーンビームアルゴリズムを用いて処理され、再構成されて、調査対象の三次元単３電池を構成する画像スライスのスタックが作成される。閾値化及び連結成分標識化を用い、各スライスにおいてカソード部が識別される。各スライスにおけるカソード部の面積が算出され、全スライスからのカソード面積の総和がカソード容積となる。
【００４１】
（実施例２）
ここに例示する実施例では、ｍＣＴを用いて、単３電池の空隙容積を非侵入的に測定し、算出する。
【００４２】
市販の単３電池を用意し、ｍＣＴスキャンから図３Ａに示すように三次元構造を再構成する。その後、単３電池をその長さに沿い、そのピップ（例えばピップ２６）に向けて約２５回、鉛直方向に落下させる。再度のｍＣＴスキャンから得られた三次元構造を図３Ｂに表示する。Ａｍｉｒａ（Ｖｉｓａｇｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ，Ｉｎｃ．，ＣＡ）の分割エディタを用いて、電池の不織性の構成要素の容積が約０．１９７ｍＬであると算出される。
【００４３】
次に、単３電池をその長さに沿い、エンドキャップ（例えばエンドキャップ２４）に向けて約５０回、鉛直方向に落下させる。再度のｍＣＴスキャンから得られた三次元構造を図３Ｃに表示する。再びＡｍｉｒａ（Ｖｉｓａｇｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ，Ｉｎｃ．，ＣＡ）の分割エディタを用い、電池の不織性の構成要素及び空隙の容積が約０．５６０ｍＬであると算出される。その後、電池内の空隙が約０．３６３ｍＬであると決定される。
【００４４】
その他の実施形態は、以下の請求項の範囲内である。
【図１】
2011523458.tif 000003
【図２】
2011523458.tif 000004
【図３Ａ】
2011523458.tif 000005
【図３Ｂ】
2011523458.tif 000006
【図３Ｃ】
2011523458.tif 000007
【国際調査報告】
2011523458.tif 000008
2011523458.tif 000009
2011523458.tif 000010
2011523458.tif 000011
2011523458.tif 000012