大多數(shù)公眾以及工程師都會定期處理可充電電池，但它們是手持設(shè)備和小家電中相對較小的電池，容量在 mA-hr 范圍內(nèi)。但那里還有另一個世界，一個更大的電池，例如用于 HEV 和 EV 的電池，它對生產(chǎn)和材料要求產(chǎn)生巨大影響。
就混合動力汽車 (HEV) 和電動汽車 (EV) 而言，使用鋰離子電池，可在功率、能量密度、效率和環(huán)境影響之間取得最佳平衡。但同時，鋰離子電池也是易損壞和危險的，而汽車環(huán)境又相當(dāng)棘手、難以應(yīng)付?；旌蟿恿ζ嚭碗妱悠嚨碾娮赢a(chǎn)品面臨的挑戰(zhàn)是，彌補要求苛刻的汽車環(huán)境和電池敏感性之間的差距。汽車環(huán)境的苛刻和電池的敏感堪稱地獄中的絕配。
考慮到汽車對能量、功率和環(huán)境的要求，安全、可靠地使用大型鋰離子電池組絕對不是一個簡單的任務(wù)。鋰離子電池以滿充電狀態(tài)或滿放電狀態(tài)工作時，容量會降低?？紤]到循環(huán)往復(fù)的充電、組與組之間的差別和不同的環(huán)境條件，每節(jié)電池的容量都會隨著時間推移而降低并產(chǎn)生偏離。因此，電池組要實現(xiàn) 15 年、5000 個充電周期的目標(biāo)，每節(jié)電池都必須保持在有限的工作范圍內(nèi)工作。
當(dāng)我看到《華爾街日報》上的一篇文章時，我有一種感覺 ——“特斯拉真的需要 50 億美元的電池嗎?——它談到了特斯拉汽車公司(高端電動汽車制造商)的埃隆馬斯克提出的建設(shè)一個估計耗資 50 億美元的巨大電池工廠的提議。這將是一個完整的、自給自足的設(shè)施，一側(cè)是原材料，另一端是成品特斯拉電池。
其目的是將電池組的成本降低約 30%。如果特斯拉按計劃銷售 500,000 輛汽車(文章沒有說明具體的時間范圍)，其自身的需求將超過所售出的每臺筆記本電腦、手機和平板電腦的總使用量。
這是否具有財務(wù)或技術(shù)意義，我不能說;如果被問到(即使沒有被問到)，已經(jīng)有足夠多的扶手椅專家提出他們的意見。但文章中的一些數(shù)字確實令人印象深刻：
· 特斯拉 Model S上的電池組額定功率為 85 千瓦時，分析師估計目前的成本在 21,250 美元至 25,500 美元之間。
· 特斯拉去年售出 22,400 輛汽車，是全球最大的電池買家。
· 擬議中的特斯拉工廠的電池產(chǎn)能為 35 GW-hr/年。
文章還點出了一些關(guān)于現(xiàn)有大型充電電池工廠的數(shù)字：
· LG化學(xué)：600,000 ft 2 (56,000 m 2 );產(chǎn)能為 1.0 GW-hr/年。
· 日產(chǎn)電池：475,000 ft 2 (44,000 m 2 );產(chǎn)能為 4.8 GW-hr/年。
· A123 電池：291,000 英尺2 (930,000 m 2 );產(chǎn)能為 0.6 GW-hr/年。
我從來沒有考慮過以 W-hr/year 容量為單位的電池生產(chǎn)——或者在這種情況下是 GW-hr/year——但它實際上在容量、材料要求等方面很有意義。
讀完那篇文章后，我想知道一些嚴(yán)重且不那么嚴(yán)重的問題：
· 是否有足夠的鋰、鈷和其他關(guān)鍵材料來制造所有這些電池?(是的，它們可以被回收，但仍然......)一本很棒的書和真正令人大開眼界的關(guān)于我們認(rèn)為理所當(dāng)然和需要的各種原材料的是自然的構(gòu)建塊： 約翰·埃姆斯利(John Emsley)的 AZ 元素指南。
· 所有的電力來自哪里，為這些電池提供首次充電?(它們在電動汽車中，因此需要在客戶購買車輛之前對其進行充電。)
· 當(dāng)您在 GW-hr/year 范圍內(nèi)時，您需要多大尺寸的“充電器”來為電池充電?
說真的，我們需要這么多電池的影響，從那些幾乎不可數(shù)的小電池到這些更大的電池，都是值得思考的。對于更好地理解這些細(xì)胞的好壞行為也有影響，例如波音公司在其夢想飛機中發(fā)現(xiàn)的，以及如何管理他們與適當(dāng)?shù)碾娮釉O(shè)備。
你有沒有見過任何可靠的數(shù)字讓你對大批量、大規(guī)模的設(shè)計和生產(chǎn)有了新的，也許是令人不安的看法?
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