(57)【要約】【課題】板状の電池セルの両側に配置された拘束板により当該電池セルが固定された電池モジュールにおいて、釘刺し試験時の電池セルの発熱を抑制することが可能な電池モジュールを提供する。【解決手段】本開示の一態様である電池モジュール１１は、板状の電池セル１２と、電池セル１２の両側に対向配置され、電池セル１２を固定する拘束板（３０ａ，３０ｂ）と、を備える電池モジュール１１であって、拘束板（３０ａ，３０ｂ）は、複数の開口部（３２ａ，３２ｂ）を有し、電池セル１２を介して対向する一方の拘束板３０ａの開口部３２ａと、他方の拘束板３０ｂの開口部３２ｂとが、平面視にて重なり合う領域を有し、前記領域の面積が所定値以上である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の電池セルと、前記電池セルの両側に対向配置され、前記電池セルを拘束する拘束板と、を備える電池モジュールであって、
前記拘束板は、複数の開口部を有し、
前記電池セルを介して対向する一方の拘束板の前記開口部と、他方の拘束板の前記開口部とが平面視にて重なり合う領域を有し、前記領域の面積は所定値以上である、電池モジュール。
【請求項２】
前記領域の面積は７．０ｃｍ２以上である、請求項１に記載の電池モジュール。
【請求項３】
前記電池セルの内部抵抗は、５ｍΩ以下である、請求項２に記載の電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電池モジュールの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池は、高容量および高エネルギー密度を有し、小型化および軽量化が容易なことから、たとえば、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ノート型パーソナルコンピュータ、ビデオカメラ、携帯ゲーム機などの携帯用小型電子機器の電源として汎用されている。さらには、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、電動工具などの動力用電源に用途が拡大している。
【０００３】
このような用途における代表的な非水電解質二次電池としては、正極と、セパレータと、負極とを含む発電要素（電極体）をラミネートシートからなる外装体内に収容したラミネート型電池や、発電要素を金属製の外装体内に収容した角型電池等の板状の電池セルが知られている。
【０００４】
さらに、板状の電池セルと、当該電池セルの両側に配置された拘束板とを有し、当該電池セルが両側の拘束板により固定された電池モジュールが知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２２２６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、電池の内部短絡に対する耐性を確認する安全性評価試験として、釘刺し試験が知られている。釘刺し試験とは、たとえば、電極体の厚み方向に釘を突き刺して内部短絡を模擬的に発生させ、発熱の度合を調べて電池の安全性を確認する試験方法である。
【０００７】
この釘刺し試験では、電池の内部短絡に伴う発熱を抑制することが求められる。
【０００８】
そこで、本開示の目的は、板状の電池セルの両側に配置された拘束板により当該電池セルが固定された電池モジュールにおいて、釘刺し試験時の電池セルの発熱を抑制することが可能な電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の一態様である電池モジュールは、板状の電池セルと、前記電池セルの両側に対向配置され、前記電池セルを固定する拘束板と、を備える電池モジュールであって、前記拘束板は、複数の開口部を有し、前記電池セルを介して対向する一方の拘束板の前記開口部と、他方の拘束板の前記開口部とが、平面視にて重なり合う領域を有し、前記領域の面積が所定値以上である。
【発明の効果】
【００１０】
本開示に係る電池システムによれば、板状の電池セルが、電池セルの両側に配置された拘束板により固定された電池モジュールにおいて、釘刺し試験時の電池セルの発熱を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態で用いる電池セルの斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本実施形態に係る電池モジュールの分解斜視図である。
【図４】本実施形態に係る電池モジュールの側面図である。
【図５】（Ａ）は、図４の矢印Ａ方向から見た電池モジュールの平面図であり、（Ｂ）は、図４の矢印Ｂ方向から見た電池モジュールの模式平面図である。
【図６】電池セルの正面側に配置された拘束板の１つの開口部と裏面側に配置された拘束板の１つの開口部のみを平面視で表した図である。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は、拘束板の他の例を示す平面図である。
【図８】本実施形態で用いられる角型電池を示す斜視図である。
【図９】釘貫通後における電池モジュールＡ１〜Ａ７の発熱量の経時変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（本開示の基礎となった知見）
電池セルについて釘刺し試験を行うと、次のような現象が発生しているものと推測される。釘刺し試験において、釘が電池セルを貫通すると、電池セル内の正極集電体と負極集電体との間で釘を介して内部短絡が発生し、これらの集電体と釘とが接する部分およびその近傍部分が局所的に発熱する。本発明者らは、釘刺し試験時の電池セルの発熱について鋭意検討した結果、電池セルを固定する拘束板の形態が釘刺し試験時の電池セルの発熱に寄与していることを見出した。そして、本発明者らは、上記知見に基づき、以下に説明する態様の発明を想到するに至った。
【００１３】
本開示の一態様である電池モジュールは、板状の電池セルと、前記電池セルの両側に対向配置され、前記電池セルを固定する拘束板と、を備える電池モジュールであって、前記拘束板は、複数の開口部を有し、前記電池セルを介して対向する一方の拘束板の前記開口部と、他方の拘束板の前記開口部とが、平面視にて重なり合う領域を有し、前記領域の面積が所定値以上である。好ましくは前記領域の面積が７．０ｃｍ２以上である。このように、電池セルを介して対向する一方の拘束板の開口部と、他方の拘束板の開口部とが平面視にて重なり合う領域を所定値以上確保することで、釘刺し試験時の電池セルの発熱を抑制することが可能となる。このメカニズムについては後述する。
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら実施形態の一例について詳細に説明する。図面は模式的に記載されたものであり、図面に描画された構成要素の寸法比率等は以下の説明を参酌して判断されるべきである。本明細書において「略＊＊」との記載は、略垂直を例に説明すると、完全に垂直はもとより実質的に垂直と認められる場合を含む意図である。
【００１５】
図１は、本実施形態で用いる電池セルの斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。本実施形態で用いる電池セル１２は、平面視形状が略矩形であり、当該略矩形の縦横寸法に比べて厚みが薄い板状の電池セルである。
【００１６】
図１及び２に示すように、電池セル１２は、２枚のラミネートフィルム２０，２１によって構成されたラミネート外装体１６内に発電要素１３が非水電解質と共に封入されたラミネート型電池である。発電要素１３は、正極集電体の所定領域に正極合材層が形成された正極、および負極集電体の所定領域に負極合材層が形成された負極がセパレータを介して交互に複数積層された積層型電極体、上記正極および上記負極がセパレータを介して巻回された巻回型電極体等である。電池セル１２の好適な一例は、リチウムイオン電池である。
【００１７】
正極集電体は、アルミニウムなどの正極の電位範囲で安定な金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等が挙げられる。正極合材層は、正極活物質の他に導電材および結着材を含み、集電体の両面に設けられていることが好ましい。正極活物質には、例えばリチウム含有複合酸化物が用いられる。好適な複合酸化物の一例としては、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｍｎ系、Ｎｉ−Ｃｏ−Ａｌ系のリチウム含有複合酸化物が挙げられる。
【００１８】
負極集電体は、銅などの負極の電位範囲で安定な金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等が挙げられる。負極合材層は、負極活物質の他に結着材を含み、集電体の両面に設けられていることが好ましい。負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な材料であればよく、一般的には黒鉛が用いられる。
【００１９】
非水電解質は、非水溶媒と、非水溶媒に溶解した電解質塩とを含む。非水電解質は、液体電解質に限定されず、ゲル状ポリマー等を用いた固体電解質であってもよい。電解質塩は、ＬｉＰＦ６等のリチウム塩であることが好ましい。
【００２０】
電池セル１２は、ラミネート外装体１６の一辺から導出された正極端子１４及び負極端子１５を有する。正極端子１４は、例えばアルミニウム等の金属板から構成され、発電要素１３を構成する正極集電体と電気的に接続されている。負極端子１５は、例えば銅等の金属板から構成され、発電要素１３を構成する負極集電体と電気的に接続されている。
【００２１】
ラミネート外装体１６は、発電要素１３を収容する収容部２２と、収容部２２の周囲に設けられた封止部２３とを有する。収容部２２は、封止部２３に対して突出しており、平面視略矩形形状の主壁部２４および主壁部２４よりも寸法が小さく主壁部２４に対して略垂直に設けられた側壁部２５を含む。
【００２２】
収容部２２は、例えばラミネートフィルム２０，２１の少なくとも一方がカップ形状に成形されてなる。本実施形態では、ラミネートフィルム２０が、カップ形状に成形されている。カップ形状は、例えば対向配置されるラミネートフィルム２１と反対側に凸となるようにラミネートフィルム２０を絞り加工する方法等により形成される。一方、ラミネートフィルム２１は、略平坦である。
【００２３】
封止部２３は、例えばラミネートフィルム２０，２１の周縁部同士を熱圧着して形成され、発電要素１３が収容される収容部２２の内部空間を密閉する。
【００２４】
ラミネート外装体１６を構成するラミネートフィルム２０，２１には、金属層の両面に樹脂層が設けられたフィルムを用いることが好適であり、一方の樹脂層は熱圧着可能な樹脂で構成されていることが好ましい。金属層は、例えばアルミニウムの薄膜層であり、水分等の透過を防ぐ機能を有する。
【００２５】
図３は、本実施形態に係る電池モジュールの分解斜視図であり、図４は、本実施形態に係る電池モジュールの側面図であり、図５（Ａ）は、図４の矢印Ａ方向から見た電池モジュールの平面図であり、図５（Ｂ）は、図４の矢印Ｂ方向から見た電池モジュールの模式平面図である。図３〜図５に示すように、電池モジュール１１は、前述した板状の電池セル１２と、電池セル１２の両面側に対向配置される拘束板（３０ａ，３０ｂ）と、を備える。ここで、収容部２２が形成された側の面を電池セル１２の正面と呼び、収容部２２と反対の略平面側の面を電池セル１２の裏面と呼ぶとすると、電池モジュール１１は、電池セル１２と、電池セル１２の正面側に配置される拘束板３０ａと、電池セル１２の裏面に配置される拘束板３０ｂと、を備え、拘束板３０ｂ、電池セル１２、拘束板３０ａの順で積層された積層体である。
【００２６】
電池セル１２は両側に配置された拘束板（３０ａ，３０ｂ）に固定されている。固定方法は特に制限されるものではないが、例えば、電池セル１２の正面及び裏面と拘束板（３０ａ，３０ｂ）との間に接着剤等を介在させる方法等が挙げられる。
【００２７】
拘束板（３０ａ，３０ｂ）は、複数の開口部（３２ａ，３２ｂ）を有する。開口部（３２ａ，３２ｂ）は拘束板（３０ａ，３０ｂ）を貫通する貫通孔である。
【００２８】
拘束板（３０ａ，３０ｂ）の外形は略長方形状であり、外形寸法は、ラミネート外装体１６の外形寸法と同程度である。なお、拘束板（３０ａ，３０ｂ）の外形形状及び寸法は、ラミネート外装体１６に合わせて適宜設定されるものであって特に制限されるものではない。また、拘束板（３０ａ，３０ｂ）の厚さは、材質等によっても異なるが、例えば、０．２ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることがより好ましい。拘束板（３０ａ，３０ｂ）の厚さが０．２ｍｍ未満であると後述する短絡電流抑制が充分に得られない場合があり、５．０ｍｍを超えると、電池モジュール１１の体積が大きくなり、電池モジュール１１の体積エネルギー密度が低下する場合がある。拘束板（３０ａ，３０ｂ）の材質は硬質の材料からなるものが望ましく、例えば、ポリカーボネートやフェノール樹脂等の絶縁性や難燃性を有する材料、銅、アルミ等の熱伝導性に優れた金属材料等が挙げられる。
【００２９】
拘束板（３０ａ，３０ｂ）の開口部（３２ａ，３２ｂ）は、平面視で略矩形状であり、格子状に配列されている。開口部（３２ａ，３２ｂ）は、拘束板（３０ａ，３０ｂ）の面全体に配置されていることが望ましいが、電池セル１２の一部、特に発電要素１３に対向する位置に配置されていればよい。
【００３０】
電池セル１２の正面側に配置された拘束板３０ａの開口部３２ａ及び裏面側に配置された拘束板３０ｂの開口部３２ｂの開口面積、配置パターン等は同一であっても異なるものであってもよい。但し、以下で説明するように、電池セル１２の正面側に拘束板３０ａを設置し、電池セル１２の裏面側に拘束板３０ｂを設置した状態において、電池セル１２の正面側の開口部３２ａと電池セル１２の裏面側の開口部３２ｂとが平面視において重なり合うように、且つその重なり合う領域の面積が所定値以上となるように、開口部３２ａ及び開口部３２ｂの開口面積、配置パターン等が設計される。
【００３１】
図６は、電池セルの正面側に配置された拘束板の１つの開口部と裏面側に配置された拘束板の１つの開口部のみを平面視で表した図である。ここで、平面視とは、開口部３２ａの開口面に垂直な方向から見た場合を意味している。図６において、実線は電池セル１２の正面側に配置された拘束板３０ａの開口部３２ａを表し、二点鎖線は電池セル１２の裏面側に配置された拘束板３０ｂの開口部３２ｂを表している。なお、図６では、説明の便宜上電池セル１２を省略している。
【００３２】
本実施形態の電池モジュール１１では、図６に示すように、電池セル１２の正面側に拘束板３０ａを設置し、電池セル１２の裏面側に拘束板３０ｂを設置した状態において、電池セル１２の正面側の開口部３２ａと電池セル１２の裏面側の開口部３２ｂが、平面視で重なり合う領域３４を有し、その領域３４の面積が所定値以上、好ましくは７．０ｃｍ２以上となっている。なお、拘束板（３０ａ，３０ｂ）の開口部（３２ａ，３２ｂ）は複数あるので、電池セル１２の正面側の開口部３２ａと電池セル１２の裏面側の開口部３２ｂが、平面視で重なり合う領域３４は複数存在し、各領域３４の面積が所定値以上、好ましくは７．０ｃｍ２となっている。ここで、所定値とは、電池の内部抵抗や想定する内部短絡の程度（短絡抵抗の大きさ）によって適宜設定されるものである。一般的に電池の短絡部で発熱する熱量は、電池の内部抵抗と短絡抵抗が等しい場合に最大となる。内部抵抗が５ｍΩ以下の電池セルにおいて、φ５ｍｍの釘による釘刺し試験の場合、上記領域３４の面積は０．７９ｃｍ２を超えることが好ましく、７．０ｃｍ２を超えることがより好ましい。φ５ｍｍの釘より小さい金属異物が混入し、内部短絡を発生させるようなときは、領域３４の面積はより小さく設定することが可能である。
【００３３】
このように、電池セル１２の正面側の開口部３２ａと電池セル１２の裏面側の開口部３２ｂとが平面視にて重なり合う領域の面積を所定値以上確保することで、釘刺し試験時の電池セル１２の発熱を抑制することが可能となる。このメカニズムについては十分に明らかになっていないが、以下のことが考えられる。電池セル１２の正面側の開口部３２ａと電池セル１２の裏面側の開口部３２ｂが平面視で重なり合う領域３４は、電池セル１２が正面側の拘束板３０ａ及び裏面側の拘束板３０ｂと接触していない領域となる。すなわち、電池セル１２が正面側及び裏面側の両面側から拘束板（３０ａ，３０ｂ）により拘束（或いは支持）されていない領域となる。このような領域３４の面積を所定値以上確保した本実施形態の電池モジュール１１は、従来の開口部を有しない板状の拘束板を用いた電池モジュールの場合と比較して、電池セルの両側から拘束板により拘束される領域が減少するため、釘刺し試験による釘が電池セルを貫通する際の発電要素の変形が大きくなると考えられる。このように発電要素の変形が大きくなると集電体と釘との接触面積が減少すると考えられる（釘を介した正極集電体と負極集電体との短絡点が解消されると考えられる）。また、釘刺しによる発電要素の膨化も従来の開口部を有しない板状の拘束板を用いた場合と比較して大きくなるため、正極及び負極間距離の増大による短絡電流抑制効果も高くなると考えられる。これらの結果、釘刺し試験時の電池セルの発熱を抑制することが可能となる。
【００３４】
前述のように一般的に、内部抵抗が５ｍΩ以下の電池セルの釘刺し試験では、短絡抵抗が５ｍΩ以下と非常に低く、かつ電池の内部抵抗と等しい場合に内部短絡部の発熱量が非常に大きくなり、電池モジュールの安全性が著しく低下する場合がある。しかし、本実施形態の電池モジュールでは、釘刺し試験による電池セルの短絡抵抗が大きくなり、発熱量を抑制することができるため、内部抵抗が５ｍΩ以下の電池セルを用いた場合でも、釘刺し試験時の電池セルの発熱を抑え、電池セルの内部短絡に対する耐性を確保することが可能となる。
【００３５】
拘束板（３０ａ，３０ｂ）の開口部（３２ａ，３２ｂ）の開口面積は、上記領域３４の面積を所定値以上となるように規定されるものであれば特に制限されるものではないが、例えば、０．８ｃｍ２以上５７０ｃｍ２以下であることが好ましい。０．８ｃｍ２未満であると、上記領域３４の面積を所定値以上確保するための高い設計精度、組み立て精度が必要となる場合があり、５７０ｃｍ２を超えると、電池セル１２の固定力が弱くなる場合がある。拘束板（３０ａ，３０ｂ）の開口部（３２ａ，３２ｂ）の総面積（各開口部の面積の和）は、拘束板の面積に対して７０％以上７６％以下であることが好ましい。拘束板（３０ａ，３０ｂ）の開口部（３２ａ，３２ｂ）の総面積が上記範囲を満たすことで、電池セル１２に対する固定力を維持しながら、釘刺し試験による電池セル１２の発熱をより抑制することが可能となる。また、上記領域３４の総面積（各領域の面積の和）は、拘束板の面積に対して５６％以上７６％以下であることが好ましい。領域３４の総面積は上記範囲を満たすことで、電池セル１２に対する固定力を維持しながら、釘刺し試験による電池セル１２の発熱をより抑制することが可能となる。
【００３６】
図７（Ａ）及び（Ｂ）は、拘束板の他の例を示す平面図である。拘束板（３０ａ，３０ｂ）の開口部（３２ａ，３２ｂ）の配列パターンは、格子状の配列パターンに限定されるものではなく、図７（Ａ）に示すように、六角形状の開口部が縦横に配列されたハニカム状の配列パターンや、三角形状の開口部が縦横に配列された網状の配列パターン等であってもよく、また、これらに限定されるものでもない。
【００３７】
本実施形態の電池モジュール１１は、単一の電池セル１２を有する電池モジュールであるが、これに限定されるものではなく、電池セル１２を複数個有する電池モジュールであってもよい。複数の電池セルを有する電池モジュールの形態としては、電池セルの両側に前述の拘束板を配置したモジュールを１つのユニットとし、当該ユニットを複数積層したものであってもよいし、前述の拘束板、電池セルを交互に積層したものであってもよい。いずれにしろ、電池セルの両側に配置される拘束板の開口部が平面視で重なり合い、その重なり合う領域の面積が所定値以上確保されていればよい。
【００３８】
本実施形態で用いた電池セル１２は、ラミネート型の電池セルであるが、以下で説明する角型電池であってもよい。
【００３９】
図８は、本実施形態で用いられる角型電池を示す斜視図である。図８に例示する角型電池５２は、平面視形状が略矩形であり、当該略矩形の縦横寸法に比べて厚みが薄い板状の電池セルである。角型電池５２は、金属製の外装体５６と、外装体５６に収容された不図示の発電要素及び非水電解質を有する。発電要素及び非水電解質は、前述と同様のものを適用できる。外装体５６は、略直方体形状を有し、平面視略矩形形状の２つの主壁部６４および主壁部６４よりも縦横寸法が小さく主壁部６４に対して略垂直に設けられた４つの側壁部６５を含む。外装体５６は、ラミネート外装体１６のように封止部２３を有さず、その全体が発電要素を収容する収容部となる。角型電池５２の１つの側壁部６５には、正極端子５４および負極端子５５が設けられている。また、正極端子５４と負極端子５５の間にはガス排出弁５８が設けられている。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４１】
＜実験例＞
（電池セルの作製）
正極活物質としてのＬｉＮｉ０．３５Ｍｎ０．３５Ｃｏ０．３Ｏ２を含む正極合材スラリーをアルミニウム箔（厚み:１５μｍ）の両面に塗布した後、乾燥、圧延して正極合材塗布部分から正極タブを突出させた形状の正極極板を作製した。次に、負極活物質としての黒鉛を含む負極合材スラリーを銅箔(厚み：１０μｍ)の両面に塗布し後、乾燥、圧延して負極合材塗布部分から負極タブを突出させた形状の負極極板を作製した。次に、上記正極極板と、上記負極極板とを、セパレータを介して交互に積層し、積層型電極体（縦３１ｃｍ×横１９ｃｍ×厚み０．７ｃｍ）を作製した。
【００４２】
エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）が体積比２５：５：７５の割合で混合された混合溶媒に、ＬｉＰＦ６が１Ｍ（モル／リットル）の割合で溶解されたものを電解液として用いた。
【００４３】
作製した電極体の正極タブに正極端子を超音波溶接により取り付け、負極タブに負極端子を超音波溶接により取り付けた。次に、電極体を収納できるように、カップ形成されたラミネートフィルムとシート状のラミネートフィルムの間に電極体を挿入し、上記ラミネートフィルムからなるラミネート外装体から正極端子及び負極端子が突出するように、周囲３辺を熱融着した。ラミネート外装体における熱溶着されていない辺から、上記電解液を注液した後、ラミネート外装体の開口部を熱溶着し、板状の電池セルを作製した。ラミネート外装体の寸法は、縦３５ｃｍ×横２２ｃｍ×厚み０．８ｃｍであり、収容部の寸法は、縦３３．５ｃｍ×横２０ｃｍ×厚み０．８ｃｍである。また、この電池の設計容量は８０Ａｈである。
【００４４】
（電池モジュールＡ１）
縦３４ｃｍ×横２２ｃｍ×厚み０．０５ｃｍのフェノール樹脂製の拘束板を２枚用意した。２枚の拘束板それぞれの中央に、φ５．５ｍｍの開口部（開口面積０．２４ｃｍ２）を１つ形成した。そして、両方の拘束板の開口部が平面視にて重なり合うように両方の拘束板を対向配置し（重なり合う領域の面積は０．２４ｃｍ２）、その間に電池セルを挿入し固定した。これを電池モジュールＡ１とした。
【００４５】
（電池モジュールＡ２）
縦３４ｃｍ×横２２ｃｍ×厚み０．０５ｃｍのフェノール樹脂製の拘束板を２枚用意した。２枚の拘束板のうち、一方の拘束板の中央にφ５．５ｍｍの開口部（開口面積０．２４ｃｍ２）を１つ形成し、他方の拘束板の中央にφ３０ｍｍの開口部（開口面積７．０７ｃｍ２）を１つ形成した。そして、両方の拘束板の開口部が平面視にて重なり合うように両方の拘束板を対向配置した（重なり合う領域の面積は０．２４ｃｍ２）。φ５．５ｍｍの開口部を有する拘束板が電池セルの正面側（収容部側）、φ３０ｍｍの開口部を有する拘束板が電池セルの裏面側となるように、対向配置した拘束板の間に電池セルを挿入し、固定した。これを電池モジュールＡ２とした。
【００４６】
（電池モジュールＡ３）
縦３４ｃｍ×横２２ｃｍ×厚み０．０５ｃｍのフェノール樹脂製の拘束板Ａと縦３４ｃｍ×横２２ｃｍ×厚み０．０５ｃｍのフェノール樹脂製の拘束板Ｂを用意した。拘束板Ａの中央に長方形の開口部（縦３１．５ｃｍ×横１８ｃｍ、開口面積５６７ｃｍ２）を１つ形成した。拘束板Ａは、幅１０ｍｍの枠体となる。拘束板Ｂの中央にφ５．５ｍｍの開口部（開口面積０．２４ｃｍ２）を１つ形成した。そして、両方の拘束板の開口部が平面視にて重なり合うように両方の拘束板を対向配置した（重なり合う領域の面積は０．２４ｃｍ２）。拘束板Ａが電池セルの正面側、拘束板Ｂが電池セルの裏面側となるように、対向配置した拘束板の間に電池セルを挿入し、固定した。これを電池モジュールＡ３とした。
【００４７】
（電池モジュールＡ４）
縦３４ｃｍ×横２２ｃｍ×厚み０．０５ｃｍのフェノール樹脂製の拘束板Ａと縦３４ｃｍ×横２２ｃｍ×厚み０．０５ｃｍのフェノール樹脂製の拘束板Ｂを用意した。拘束板Ａの中央に長方形の開口部（縦３１．５ｃｍ×横１８ｃｍ、開口面積５６７ｃｍ２）を１つ形成した。拘束板Ａは、幅１０ｍｍの枠体となる。拘束板Ｂの中央にφ３０ｍｍの開口部（開口面積７．０７ｃｍ２）を１つ形成した。そして、両方の拘束板の開口部が平面視にて重なり合うように両方の拘束板を対向配置した（重なり合う領域の面積は７．０７ｃｍ２）。拘束板Ａが電池セルの正面側、拘束板Ｂが電池セルの裏面側となるように、対向配置した拘束板の間に電池セルを挿入し、固定した。これを電池モジュールＡ４とした。
【００４８】
（電池モジュールＡ５）
縦３４ｃｍ×横２２ｃｍ×厚み０．０５ｃｍのフェノール樹脂製の拘束板を１枚用意した。該拘束板の中央にφ３０ｍｍの開口部（開口面積７．０７ｃｍ２）を１つ形成した。この拘束板を、電池セルの裏面上に配置した。これを電池モジュールＡ５とした。
【００４９】
（電池モジュールＡ６）
縦３４ｃｍ×横２２ｃｍ×厚み０．０５ｃｍのフェノール樹脂製の拘束板を２枚用意した。２枚の拘束板のうち、一方の拘束板の中央にφ１０ｍｍの開口部（開口面積０．７９ｃｍ２）を１つ形成し、他方の拘束板の中央にφ３０ｍｍの開口部（開口面積７．０７ｃｍ２）を１つ形成した。そして、両方の拘束板の開口部が平面視にて重なり合うように両方の拘束板を対向配置した（重なり合う領域の面積は０．７９ｃｍ２）。φ１０ｍｍの開口部を有する拘束板が電池セルの正面側（収容部側）、φ３０ｍｍの開口部を有する拘束板が電池セルの裏面側となるように、対向配置した拘束板の間に電池セルを挿入し、固定した。これを電池モジュールＡ６とした。
【００５０】
（電池モジュールＡ７）
縦３４ｃｍ×横２２ｃｍ×厚み０．０５ｃｍのフェノール樹脂製の拘束板を２枚用意した。２枚の拘束板それぞれの中央に、φ３０ｍｍの開口部（開口面積７．０７ｃｍ２）を１つ形成した。そして、両方の拘束板の開口部が平面視にて重なり合うように両方の拘束板を対向配置し（重なり合う領域の面積は７．０７ｃｍ２）、その間に電池セルを挿入し、固定した。これを電池モジュールＡ７とした。
【００５１】
（釘刺し試験）
電池モジュールを、充電電流８０Ａで４．２Ｖになるまで定電流で充電した。次に、電圧４．２Ｖで充電電流が４Ａになるまで定電圧で充電した。充電後の電池モジュールを両側から一対のＳＵＳ板で挟持して、電池モジュールを固定した。そして、釘刺し試験装置にて、釘刺し箇所を電池セルの中央（両方の拘束板の開口部が重なり合う領域）に設定し、φ５ｍｍの釘を２５ｍｍ／ｓｅｃの速度で貫通させた。貫通後の電池セルの短絡部の発熱量（Ｊ）を釘刺し時に流れる短絡電流及び短絡抵抗から算出した。
【００５２】
図９は、釘貫通後における電池モジュールＡ１〜Ａ７の発熱量の経時変化を示す図である。両方の拘束板の開口部が平面視にて重なる領域の面積が７．０７ｃｍ２である電池モジュールＡ４，Ａ５，Ａ７の発熱量は２５０Ｊ以下であった。一方、両方の拘束板の開口部が平面視にて重なる領域の面積が０．７９ｃｍ２以下である電池モジュールＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ６の発熱量は、釘が貫通してから３秒以内に１０００Ｊを越えた。このように、両方の拘束板の開口部が平面視にて重なる領域の面積を所定値以上確保することで、釘刺し試験による発熱量を抑制することができ、電池セルの内部短絡に対する耐性を確保することが可能となる。
【符号の説明】
【００５３】
１１ 電池モジュール、１２  電池セル、１３  発電要素、１４，５４  正極端子、１５，５５  負極端子、１６  ラミネート外装体、２０，２１  ラミネートフィルム、２２収容部、２３  封止部、２４  主壁部、２５  側壁部、３０ａ，３０ｂ  拘束板、３２ａ，３２ｂ  開口部、３４  領域、５２  角型電池、５６  外装体、５８  ガス排出弁、６４  主壁部、６５  側壁部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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