电动汽车（EV）的电池价格已经开始崩溃。始作俑者是全球最大的消费类锂离子充电电池厂商松下。通过在EV中沿用笔记本PC用电池“18650”来提高量产规模、降低成本。松下开发的电池模块由140个单元构成。通过并联20个单元，可以在确保容量的同时提高可靠性。电脑业界的标准电池开始瞄准EV领域的业界标准。
EV用锂离子充电电池的价格，目前为每kWh10万～15万日元左右。但是现在出现了以不到10万～15万日元一半的价格提供电池的厂商。这就是将三洋电机纳入旗下、在笔记本PC等消费类锂离子充电电池领域独占鳌头的松下。
虽然全球的汽车厂商和电池厂商一直在致力于开发和普及各自标准的电池，不过由于产量有限、价格居高不下。而笔记本PC用电池则可以利用现有的生产线，非常容易扩大量产规模，而且能够以低价位供应。每辆EV中配备的电池容量相当于几百台笔记本PC所用的电池容量。今后，如果笔记本PC用电池能过扩展到EV中的话，汽车厂商进行的自主标准电池就有可能失去竞争力。
松下提案的电池模块由140个（串联7个由并联20个电池单元形成的子模块）笔记本PC中使用的消费类电池单元“18650”构成。在2009年的“CEATEC JAPAN”上松下公开的电池模块，其电池容量为1.46kWh（25.2V×58Ah）。包括电池管理系统在内，价格控制在5万～10万日元。不到现有EV用电池的一半。
松下通过串联配置多个该模块，来确保EV需要的性能。比如，当一辆EV需要20kWh电池容量和350V电压时，只需配置14个模块即可。每个模块都为箱型，容积约为7L，重量约为8kg。设想的使用方法是将这些模块配置在车辆的地板下、中央通道（Center Tunnel）以及行李舱中（图1）。
图1：电池模块的配置
设想使用多个模块，将其配备在车辆的地板下、中央通道以及行李舱中。
使用5年仍可确保7成容量
松下此前也曾经开发过用于丰田“RAV4-EV”和本田“EV Plus”等EV的电池。松下的内部公司——能源公司副社长生驹宗久回首过去的开发时表示，“为了实现高电流容量（Ah），曾致力于开发尽可能大的单元。但是，单元尺寸越大内部冷却就越困难，因此几乎所有的开发都遭遇了挫折”。
对于目前的EV热潮，作为电池厂商仍可以选择挑战大尺寸电池。但生驹判断，“如果是EV用独自规格的电池，仅开发就需要花费3～5年时间。现在市场已经在谋求马上能够使用的便宜电池，所以电池厂商无法在EV独自规格的电池上花费成本和时间”。于是，松下计划通过扩展在笔记本PC领域积累的电池技术，来迅速满足EV市场的要求。而且，通过使用和笔记本PC完全相同的电池，还可获得量产效应。
对于松下信心百倍推动的18650电池模块，许多EV厂商表示出了对该电池模块的可靠性和耐久性的担心。对此，生驹表示“可以在充电1500次（5年10万公里）时确保70％的SOC（充电容量）”。这一数值接近日产对于“绿叶”的电池设定的、使用5年后SOC为80％，10年后SOC为70％的水平。
将并联配置作为优势
松下通过模块和单元两个层面来确保EV需要的电池可靠性。模块为20个电池单元并联而成。由于每个18650电池单元的尺寸较小，因此无法扩大每个电池单元的电流容量（Ah），所以就需要大量并联配置18650电池单元。通过组合串联和并联的组合，来确保马达需要的电压和电流容量。
大量并联配置电池单元也有助于提高以模块为单位的可靠性。原因是即使并联的一个电池单元出现故障，由于是并联配置，因此最多是续航距离缩短一块电池单元的行驶距离而已（图2）。
图2：使用18650单元的好处
电池模块内串联配置了7个由20个电池单元并联而成的子模块。即使一个电池单元发生故障，电压也不会发生变化。只会导致续航距离稍微缩短。
万一某个单元出现故障时，电池模块中配备的电池管理系统会对故障进行检测，并在仪表板上点亮警告标志。设想的使用方法是驾驶员去经销商那里更换出现故障的单元。
另一方面，三菱汽车“i-MiEV”的电池为所有单元串联配置。只要一个单元发生故障，就无法供应电力。因此，电池需要非常高的可靠性，这样一来成本就会上升。由于单块电池的尺寸较大，所以电池需要有较高的耐热性。如果是18650的话，由于是小型，因此可以比较容易确保耐热性。而且，由于是并联配置单元，因此不用接近极限地追求单元的可靠性，也可以确保电池整体可靠性。
松下计划通过改变单元的电极材料来提高电池的寿命和容量。该公司在2006年开始量产的单元中，将正极材料由钴类改为了镍类。结果，电池寿命提高至两倍左右，同时容量增至2.9Ah（图3、4）。 
图3：正极材料使用镍类
镍类与原来一直使用的钴类相比可以延长寿命。保持80％容量时的寿命为后者的2倍左右。
图4：电池的高容量化
镍类的采用不仅延长了电池寿命，还有利于提高容量。
目前的18650是从2009年12月开始量产、电流容量为3.1Ah的型号。松下计划在2011年度将电流容量提高至3.4Ah、在2012年度提高至4.0Ah（表）。4.0Ah型号在负极中使用了硅类材料（图5）。开发中的难点是充电时的负极材料膨胀率。原来使用碳时为1.5倍左右，而硅类为3倍左右。开发初期的单元如果反复充放电，电极就会弯曲。通过改良制造技术，2009年底开发出来的单元可以在使用时能够保持电极构造不便，实用化已经有了眉目。
图5：开发负极采用硅类的电池
如果在负极中使用硅类的话，由于锂离子的结合与脱附，体积会几倍地发生变化，因此电极板会变形。新开发的产品采用了可以消除膨胀和收缩的构造。
松下将通过逐渐提高电池单元的容量，来应对汽车要求的续航距离的扩大（图6）。如果是相同续航距离的话，可以通过增加电池单元的容量来削减每个模块的单元数量。电流容量为2.9Ah的话需要配备140个单元，而如果电流容量为4.0Ah的话，则可以减至105个，这样就可以实现小型化。另外，虽然电池的配备空间相同，增加单元容量就可以延长续航距离。采用2.9Ah型号电池、续航距离为200km的汽车，如果采用4.0Ah型号可以延长到270km。
图6：单元的高容量化效果
（a）EV所需电池容量相同时，电池的配备空间会随着单元的高容量化而减少。（b）单元数量相同时，可以延长续航距离。
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