東北大学の研究グループは，電池材料表面の充放電特性を，ナノスケールで連続的に測定し，画像として可視化する「ナノ電気化学セル顕微鏡（NanoSECCM）」の開発に成功した（ニュースリリース）。

リチウムイオン2次電池の正極は混合材料でできているため，電極内部の特性や電極表面の構造が不均一で，電池の性能にも影響を与える。こうした不均一性をナノスケールで画像化し，その形成原因を解明できれは，高速で充放電が可能な長寿命電池の開発につながると考えられている。

しかし従来の電気化学測定法では，試料全体を電解液に浸ける必要があり，高い空間・時間分解能で局所的な充放電特性を評価することが困難だった。

新たに開発したナノ電気化学セル顕微鏡（NanoSECCM）では，先端の太さが数10nmのピペットに電解液を充填し，その先端を電池材料表面に近づける。ある一定のところまで近づけると，それらの間のわずかなすき間が電解液によってつながり，局所的に電気化学反応が起きる場を形成する。

この技術により「高速な電気化学評価」「表面の反応性・電位をナノスケールでイメージング」「充放電時の電位変化を連側的にイメージング」ができるようになり，リチウムの挿入脱離に伴う電流などの局所的な電気化学計測が可能になった。

今回，研究グループはNanoSECCMを用いて，市販のリチウムイオン2次電池の正極材料を測定し，ナノスケールの空間分解能で，10ミリ秒間隔で連続的に画像化することに成功した。これは，電極表面の充放電特性をナノスケールで画像化した世界で初めての成果で，今後高機能なリチウムイオン2次電池の開発指針を示すことが期待されるという。

NanoSECCMは，さまざまな対象について局所的な化学物質の検出ができる。そのため，研究グループは，電池材料にとどまらず，材料の触媒能や生細胞の活性評価なと，多岐にわたる応用が期待できる高度な装置を目指し，今後も開発を続けるとしている。

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