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2010.11.02

熟練者でも時間がかかるAFMの操作。従来の1/3の時間にまで短縮できた方法とは?! 電池メーカーX社 R&D部門 ナノサーチ顕微鏡

お困りごと

次々と出てくる新たな研究テーマ。
研究結果の観察・測定をスピーディに進めたいが、AFMの操作に時間を取られすぎて・・・

リチウムイオン電池

リチウムイオン電池

ノートPC、デジタルカメラなどに搭載され、昨今では電気自動車で注目が集まっているリチウムイオン電池。電池メーカーX社に勤務するUさんは、そのリチウムイオン電池の研究開発を担当しています。その中で使われている正極や負極、セパレータは、電池自体の性能を決定付け、安全性に関わるためとても重要な部材です。そして、これらの性能はその素材や表面形状によって大きく左右されます。このため、X社では色々条件を変えて実験を行っては、その結果を検証するための観察・測定を繰り返しています。

AFMのカンチレバー

AFMのカンチレバー

近年では技術の急速な進歩により、ナノレベルの微細な形状測定が求められるようになってきました。これに伴いX社では、観察・測定に原子間力顕微鏡(AFM)を使うようになりました。しかし、画像の取得開始から測定完了までに、30分程度とかなりの時間が取られます。その中でも、特に手間と時間がかかるのが、測定場所を特定しカンチレバーの先端を下ろす「アプローチ」の作業です。

また、カンチレバーの交換にも時間がかかります。カンチレバーの先端は測定を繰り返すたびに徐々に磨耗していきますが、正確な測定には磨耗は禁物です。しかし、カンチレバーの交換・調整は、手慣れた技術者が行っても、かなり時間がかかってしまいます。

カンチレバーの磨耗による画像の変化

カンチレバーの磨耗による画像の変化

測定後の検証と、それを反映したさらなる実験に時間をかけたいのですが、スピードを最優先して測定結果が不正確になっては元も子もありません・・・。

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