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嗨朋友們👋，
週二快樂！好久不見。
一個月前，我和Impulse Labs的創始人Sam D'Amico見了面。我們聊了聊，並決定一起寫一些關於現代電子技術棧的文章。
我認為，這應該很簡單：幾張圖表顯示過去幾十年堆棧成本下降了多少（結果是 99%），幾個關於某些產品的需求推動成本降低的故事，bada bing，bada boom。
一個月的時間，超過 100 個小時的研究和寫作，以及 40,000 個單詞之後，終於完成了。
Sam 一直在大力推廣電氣堆棧，並引起了共鳴。就在昨天，a16z 的 Ryan McEntush 發表了一篇關於電氣工業堆棧的精彩文章，探討了我們在此討論的一些主題。我們需要更多：關於人工智能的書籍、論文和推文已經數以百計，但關於這個話題的討論卻如此之少，這反映出美國的優先事項需要改變。
這篇文章是我對這場對話的貢獻。它深入探討了電動汽車的歷史，介紹了電動汽車滑坡，探討了將未來押注於人工智能的戰略邏輯，最後對美國在電動汽車時代重建和獲勝的能力持謹慎樂觀的態度。
如果您想直接跳到在線版本： 在線閱讀《電動滑梯》
如果您想要 PDF 格式，可以在此處下載： Electric Slide PDF
讓我們開始吧。
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電動滑梯
人工智能領域一個更有趣的發展是，美國人工智能公司主要專注於封閉權重模型， 而中國正在構建開放權重模型。
這就引出了一個問題：為什麼？
從表面上看，這個賭注很簡單：如果中國無法獲得尖端芯片，那麼開放式權重是鼓勵採用和生態系統發展的最佳方式。
我認為他們正在進行不同的賭注。
幾年前，核能公司Valar Atomics的創始人Isaiah Taylor告訴我一些至今仍縈繞在我腦海裡的話：
就消耗品而言，我們周圍的一切實際上只有三大支柱：能量、智力和靈巧。
我會將“靈巧”概括為“行動”。我們所看到的周圍以及將來會看到的一切，都是做功的潛力（能量）、決定做什麼和如何做的能力（智力）以及操縱物質的能力（行動）的結果。
從經濟學角度來說，能源、智力和行動是任何事物生產的有力補充。
正如喬爾·斯波爾斯基（Joel Spolsky）的不朽名言所說： “聰明的公司會嘗試將其產品的補充品商品化。”
美國正在明裡暗裡打賭：誰贏得了人工智能，誰就贏得了未來。
中國則下了不同的賭注：要使情報真正發揮作用，就需要精力和行動。
如果你控制能量和行動，那麼豐富的情報將增強你的地位。
僅 2010 年，中國的發電量就趕上了美國，目前發電量是我們的 2.5 倍。
如今，中國生產著全球75%的鋰離子電池，並生產了90%驅動電機的釹磁鐵。在電力電子和嵌入式計算領域，中國正在迅速崛起。
這意味著中國控制著電動汽車、無人機、機器人以及所有其他電動產品的生產手段，這些產品正在取代美國賴以崛起的內燃機驅動機器。
正如我們所說，所有移動、加熱、照明、計算或轉換能量的東西都在圍繞電力技術進行重建，以便性能更好、更快、更便宜、更安靜，並且免費、更清潔。
隨著零部件價格越來越低、性能越來越高，能夠經濟地實現電氣化的設備數量每年都在增加。中國相對於西方的電動汽車產能也在逐年提升。總而言之，這意味著更多尖端的實體技術將由中國製造。
這就是為什麼中國樂於將人工智能商品化。他們認為，行動才是未來更難掌控的部分，因此也更有價值。
要理解中國為何要下這個賭注，以及為什麼他們可能是正確的，你需要了解電力堆棧是什麼，它的成本有多麼低，以及誰控制著每一層。
接下來是一個令人驚訝的、激動人心的 40,000 字的故事，講述了西方的發明和東方的製造業、通用汽車以 7000 萬美元出售我們的未來、匹茲堡的會議和福島的裝配線、無人機究竟如何飛行以及成本曲線。
各位讀者可能都熟悉摩爾定律。你們中的許多人可能也熟悉人工智能中的縮放定律，以及 Rich Sutton 與之相關的“慘痛教訓” 。不知何故，這些數字曲線彷彿變魔術般自我實現，它們的大膽創新吸引了眾多人才和資本，最終使它們成為現實。
這些曲線也適用於物理世界。
我們都熟悉太陽能電池板的成本曲線，太陽能成本從 1975 年的每瓦 130.70 美元下降到今天的每瓦 0.31 美元。
這與發電有關：將一些燃料（石油、煤炭、陽光、風能、天然氣、鈾或水）轉化為可用於為幾乎任何東西提供動力的電子。
我們不太熟悉另一組曲線：構成電力堆的曲線。這些樂高積木可以拼合在一起，形成消耗電能並將其轉化為動力的產品。
雖然到2018年，電池領域有類似的曲線，但電力堆棧的其他層級卻沒有，也沒有單一的電力堆棧曲線。所以我們構建了這些曲線，希望它們能吸引人們在電力堆棧上進行開發，就像摩爾定律吸引人們在計算機上進行開發一樣。
每條曲線都講述著一個故事。
自 1991 年索尼開始推出鋰離子電池以來，電池組價格已下降 98.7%，年均下降 12.5%。
自 20 世紀 80 年代末硬盤驅動器電機開始採用麥格昆磁和住友釹磁鐵以來，電磁驅動的成本已從 204 美元/千瓦下降 98.8% 至 5 美元/千瓦，年均下降 12.5%： 1
自從德州儀器 (TI) 在 20 世紀 70 年代末將微控制器 (MCU) 和數字信號處理器 (DSP) 商業化應用於計算器和兒童玩具以來，每秒運行一百萬條指令 (DMIPS) 的成本下降了 99.9%，在過去 35 年裡每年下降 20%：
據我們所知，還沒有人構建過這些曲線的複合體：對電力堆棧的每個組件賦予同等權重，以瞭解如今製造電氣產品的成本比過去低多少。
我們建造了它，並稱之為：電動滑梯。
數據顯示，自 1990 年以來，電動汽車電池組的成本已下降了 99%，按照等權重電池組計算，每年下降 12.6%。
然而，任何產品的物料清單 (BOM) 中，組件成本的權重實際上都是相等的，而且沒有兩份 BOM 是完全相同的。特斯拉 Model 3 的 BOM 成本中 60% 可能用於電池。大疆 Mavic 3 無人機的 BOM 成本中 40% 可能用於計算。因此，我們設計了一個交互式電動滑梯，您可以在這裡試用：
如今中國幾乎完全擁有兩層電力供應體系並不是必然的，甚至也不太可能。
四項關鍵的電堆技術分別在美國、日本和英國於 20 世紀 60 年代至 90 年代之間發明，並在 20 世紀 90 年代左右達到關鍵成熟。
康拉德·巴斯特布爾將這套樂高積木稱為“電動平臺”。想深入瞭解這個話題，請閱讀他的文章《放棄工業主義》 。這篇文章很大程度上得益於康拉德的那篇文章以及我們在 Hyperlegible 網站上的對話。我將在整篇文章中或明或暗地引用這兩篇文章。
換句話說，在過去的半個世紀裡，電力堆棧中的技術變得如此廉價和強大，以至於新進入者能夠打造出比現有企業性能更好的產品。這對企業來說是如此——這是我“垂直整合者”論點的關鍵推動因素——對國家來說也是如此。
隨著電動汽車技術的學習曲線不斷下降，中國可以更好地生產更多世界所需的產品。
比亞迪、大疆和華為等中國企業不僅生產廉價零部件，更已成為全球最具創新力的集成商之一。2024年第四季度，比亞迪的銷量已超過特斯拉。國際能源署指出：“中國仍然是全球電動汽車製造中心，佔全球產量的70%以上。”
相反，美國卻系統性地過分強調人工智能在未來將發揮的作用，而低估電氣化將發揮的作用。
正如我在《基礎》第二章中所寫：“雖然智能備受矚目，但我越來越確信，我們正在進入的是電氣時代。汽車、機器人、飛行汽車、無人機、家用電器、船舶——任何可以電動化的東西都會電動化，因為電動性能更佳。即使是智能也依賴於電力。”
更廣泛地說，美國的隱性立場是：我們將專注於軟件、芯片設計和生物技術研究等高價值的創造性工作，而其他國家（主要是臺灣和中國大陸）則負責低利潤的製造業。這是一種過時的立場。
製造和設計密不可分。當你製造東西時，你會學習如何讓它們變得更好。你會了解底層堆棧的哪些部分需要改進，然後改進它們，最終制造出更好的產品。這是我們在 Electric Stack 故事中反覆出現的主題。
德州儀器憑藉自主研發的微控制器贏得了計算器之戰。索尼將鋰離子電池從實驗室規模推向大眾市場，並將其效率提高了50%。比亞迪生產了大量電池，然後開始生產汽車，對這兩者的深厚瞭解使其能夠早期押注磷酸鐵鋰電池 (LFP)，並開發出刀片電池，最終在電動汽車領域佔據主導地位。DeepSeek 之所以能夠在不那麼先進的芯片上與 OpenAI 匹敵，並非毫無道理，因為它比其他任何人都更深入地研究了英偉達的軟件核心。
艾希莉·萬斯（Ashlee Vance）撰寫了一本關於埃隆·馬斯克的書，她最近寫道：“過去二十年，美國製造業最成功的兩個案例是特斯拉和SpaceX。而這卻是一個問題。” 毫不奇怪，那個睡在工廠地板上，卻聲稱工廠就是產品的人，更不用說最熱衷於垂直整合的企業家，正是這兩家公司的經營者。
正如我們將看到的，Model 3 的創新源於對特斯拉所有組件及其協同工作的深入瞭解。正是這些知識幫助特斯拉在新冠疫情芯片短缺的背景下蓬勃發展。
更糟糕的是，如果美國的優勢在於高價值的創造性工作，那麼足以賦予經濟和軍事優勢的人工智能會將這種優勢打包並商品化。
正如我在與康拉德的談話中指出的那樣，“如果你認為美國的優勢在於知識產權、設計等等，那麼我們競相將其商品化這一事實實際上具有極大的諷刺意味，我以前從未意識到這一點。”
這再次說明了中國開放情報來源的原因。
根據克萊頓·克里斯坦森的“利潤守恆定律”，如果智能商品化，利潤將轉移到價值鏈的相鄰層級，例如承載該智能的電子產品。擁有商品化大腦的機器人可能比大腦本身在價值鏈中獲取更多的利潤，尤其是在開源模型足夠完善的情況下。
坦率地說：在電氣時代，如果只保持設計領先而沒有製造領先，那麼戰略地位就不連貫，而且你越相信人工智能會發展得越好，這種戰略地位就越不連貫。
電氣時代即將到來，因為電氣產品越來越好，而且會越來越好。
作為我工作的一部分，我可以預見未來，從我所看到的來看，電氣產品將在未來幾十年佔據主導地位。
幾個月前，我乘坐Arc 的電動船 ArcSport 在奧斯汀湖上暢遊了一圈。它比我坐過的任何快艇都更快、轉彎更靈敏、更安靜，而且它還能自動停靠。
幾周前，我去了Zipline 位於加利福尼亞州的測試場，親眼目睹了無人機在電動機的幫助下保持完美的位置，這些電動機每秒可以調整數百次推力，並通過精確的電力電子設備和實時計算實現多個旋翼之間的完美同步。
核磁共振成像儀（MRI）——例如用於早期檢測癌症的機器——完全依賴於強大且精確控制的電磁鐵。像Base Power Company這樣的家用電池，如果沒有電堆，就無法為家庭提供備用電源或平衡電網。機器人，無論是現代工業機器人、手術機器人、 Matic的地板清潔機器人，還是未來的人形機器人，都是由伺服電機、精密的電力電子設備、鋰電池和先進的計算設備組成的。
這些產品目前都已存在。隨著Electric Stack成本的持續下降和性能的不斷提升，新產品正在進入可行性階段。
例如， Astro Mechanica可以製造高效的超音速飛機，因為電動機的功率已經足以承受其重量。隨著電池密度的提高和電動機效率的提高，電動飛機將開始變得有意義。飛行汽車也是如此。如果我們想要價格實惠的人形機器人，甚至比更智能的智能更重要，我們需要更好的電池、電動機、逆變器和微控制器。
事實上，如果我們希望人工智能在我們的任何實體產品中發揮作用，它們首先需要在 Electric Stack 上重建，以便它們能夠使用人工智能的語言。
我懷疑，美國對人工智能如此興奮，而對電氣化（不知何故被政治化了）關注相對較少的原因之一是，電動汽車市場本身就很混亂。它存在於現實世界中。
我們很容易想象，一項我們並不完全理解但似乎最擅長的神奇數字技術會奇蹟般地治癒我們的病痛。但很難想象，我們究竟如何才能重建並改進如此互聯互通的物理技術棧？這套技術棧凝聚了數十年的研究、運氣、市場力量、天才和辛勤勞動才走到今天，而中國卻完全佔據了主導地位。
空想的時代已經結束。世界需要重建。
誰擁有電力堆棧，誰就擁有按照自己的形象重建它的權利。
學習曲線是一個非常有用的指南：它們告訴我們我們去過哪裡，更重要的是，我們要去哪裡。
但這些曲線過於平滑，難以真正理解。這種平滑掩蓋了巨大的複雜性：研究、失敗、巧合、商業交易、產品、產業規劃，以及各種幾乎不可能結合在一起的創造力，創造了我們生活的世界。
因此，我們需要涵蓋兩者，並且需要深入研究，這樣您才能真正感受到奇蹟和挑戰的規模。
如果美國想要贏得未來——並非因為我們渴望戰鬥，而是因為我們想要保持世界最大、最具創新力的經濟體地位——我們就需要垂直整合。我們需要擁有製造電動汽車堆棧每個部件的能力，理解如何基於這種能力打造最佳產品，並具備規模化的能力。
重拾這種魔力絕非易事，幾乎不可能。這需要產業政策、創新、政府支持、消費者需求，以及一點自由市場的魔力才能實現。目前，我們正搬起石頭砸自己的腳。
通過研究歷史，我們會發現，對電氣產品的需求推動了規模的擴大、成本的下降和性能的提高。
遺憾的是，電氣化在美國已被不必要地政治化，文化聯想掩蓋了嚴峻的戰略現實。儘管現任政府已經展現出對核能發電的理解，並通過五角大樓4億美元投資於MP Materials等項目，充分認識到零部件的重要性，但需求側激勵措施的取消，恰恰破壞了可能重振美國製造業主導地位的學習曲線。
如果我當選總統，我會確保每個美國男人、女人和孩子都擁有電動汽車、熱泵、無人機、電磁爐和機器人。美國的需求或許是世界上最強大的引擎，也是我們在經濟上將足夠多的電動汽車業務回流到本土以在電氣時代保持競爭力的最佳機會。
我希望通過更好地瞭解我們是如何走到這一步的，我們可以避免類似的錯誤，並更好地確定下一步該怎麼做。
路線圖
即使以《Not Boring》的標準來看，這篇文章也算不上一篇短文，甚至稱不上輕鬆。原因如下。
首先，鑑於我認為電力堆棧對現代世界及其未來的重要性，我們對其歷史和細節卻十分陌生。
當我說“我們”時，我當然指的是我們自己。你或許已經看出來了，寫這篇文章的過程中，我經歷了很多“哦！原來是這樣！”的想法。就像我們輕描淡寫地認為人工智能能解決所有問題一樣，我們也會根據《華爾街日報》上的一條標題或在動態消息中瀏覽到的一條推文，對電動汽車的組件做出輕描淡寫。
“美國電池不能依賴中國，這至關重要！”沒錯，但為什麼？我們應該在哪個層面進行整合？“中國控制著90%的稀土磁體生產！”沒錯，但什麼是稀土磁體？它有什麼作用？為什麼我們在美國生產稀土磁體如此重要？我們又該如何做到這一點？我希望通過深入探討這些歷史細節，我們能夠就未來進行更深入的探討。
其次，因為我覺得這些東西很吸引人。這個故事充滿了隱藏的傳奇和商業案例——有成功也有失敗——它們塑造了世界的發展方向。
我們希望這次的努力能夠取得成果，就必須瞭解過去哪些地方出了問題（或正確之處）。
最後，因為曲線本身講述故事，預測未來，並以此將未來變為現實。
現代電子產品的組件價格低廉，性能卓越，以至於每年都有全新的產品成為可能，並且經濟實惠。雖然它們似乎不太可能繼續存在，因為它們必須與現實世界互動，但不知何故，它們卻依然存在。人們一直低估太陽能的成本；對於大多數基於電力堆棧構建的事物來說，情況也應該如此。
除了簡單地展示曲線之外，這也是撰寫故事的另一個原因。每個故事都展現了一棵科技樹，它似乎已經走到了最後一根枝幹，然後某個地方的某個人嘗試了一種新的化學反應，添加了一個新的元素，或者以某種方式配置了樂高積木，突然間，它就變得可以工作了，至少對於某個真正需要它以這種方式工作的特定產品來說，它足夠工作了……剩下的就是歷史了。曲線還在繼續。
像這樣的文章可能會描繪出以下兩種情況之一：要麼我們必須竭盡全力擊敗中國，要麼我們落後到毫無意義的地步，我們應該只關注我們能夠贏得的比賽，即使這不是最重要的比賽。
我認為這些曲線講述了一個樂觀的故事：在很大程度上得益於西方科學和東方製造業，這些技術現在已經達到了經濟上越來越有可能建立一個電氣世界的程度。
這是一篇很長的文章，但這是我過去一個月來一直喜歡研究和撰寫的文章，我認為對於那些想了解我們如何走到今天以及在電氣時代我們將走向何方的人來說，這是最全面的資源。
我們將介紹：
電磁學簡史：推動電氣時代的力量。
電動機的工作原理：建立基礎知識。
鋰離子電池： Li-Ion、NMC、NCA、特斯拉、比亞迪、CATL 和 LFP。
磁鐵和電動機：驅動地球旋轉的釹磁鐵。
半導體世紀：計算的誕生。
電力電子和控制系統：用自身控制電力。
嵌入式計算：微控制器、DSP、ARM 和 RISC-V。
經驗教訓：我們可以從電動汽車的歷史中學到什麼？
重建電力堆棧：建設未來需要什麼。
首先要明確一點：在西方重建電力系統將非常困難，但並非不可能。美國仍然擁有世界上最強大的需求和創業引擎。我們需要讓兩者以大約一百萬轉/分的速度運轉。
閒話少敘，我們開始吧。當然，我們必須從最底層開始，從一些基礎物理學開始。
電磁學簡史
十九世紀和二十世紀初最重要的兩項物理學發現都採取了相同的形式：你認為不同的兩件事實際上是相同的。
1905年，愛因斯坦首次發表瞭如今物理學中最著名的公式：e= mc² 。質量可以轉化為能量，能量也可以轉化為質量。原子彈和核能由此誕生。
四十年前，蘇格蘭物理學家詹姆斯·克拉克·麥克斯韋在法拉第、韋伯和科爾勞施的研究基礎上，推導出一個較少被引用但同樣重要的等價公式： c=1/√μ0ε0 。電和磁是一個場；光是它的波。
麥克斯韋展示了電場和磁場作為連續介質如何相互作用。19世紀90年代，荷蘭物理學家亨德里克·安東·洛倫茲提出了物質的電子模型，闡明瞭麥克斯韋方程如何預測真實材料的電、磁和光學行為，涵蓋了從金屬和氣體的電導率到其光譜的精細細節。
洛倫茲假設了電子的存在，因為他的數學需要微小的載流子才能使麥克斯韋方程組擬合電子的行為。1897年，英國物理學家JJ·湯姆森爵士通過實驗證明了它們的存在。
在構建電子理論時，洛倫茲用公式描述了電荷q在場 E（電場）和 B（磁場）中以速度 v 運動時所受的作用力： F = q(E + v×B)。
電動機、無人機和電動汽車由此成為可能。
電動機是電動執行器（將電能轉換為機械運動的裝置）的一種。執行器本身是換能器或能量轉換裝置的一個子集，用於將能量從一種形式轉換為另一種形式。
電堆不僅能將電能轉化為動能，還能轉化為熱能（電磁爐）、磁場（核磁共振成像儀）、光能（LED顯示屏）、聲音（揚聲器），以及再轉化為電能（再生制動）。這種多功能性，能夠將電能以精確控制的方式轉化為任何形式的有用功，正是電堆如此強大的原因。
燃燒將化學能轉化為熱能和動能，但能量損失巨大且控制不佳。電磁系統能夠高效、精確地在不同能量形式之間進行轉換。
這就是為什麼幾乎所有事物都能實現電能化：麥克斯韋的統一場論為控制能量提供了數學基礎，而洛倫茲力方程則主宰著電、磁和物質之間的所有相互作用。通過電磁控制，你就能掌控能量轉換。掌握了能量轉換，你幾乎可以重塑一切。
但“幾乎所有東西”都是一片汪洋大海（即使使用電磁爐），因此為了理解電堆的原理，我們將分解電動機的工作原理。
電動機的工作原理
如果你願意，現在就可以用三個永磁體造一個非常慢的電機。永磁體就是我所說的磁鐵，你想到的普通磁鐵。它之所以“永久”，是因為它始終具有磁性；你無法開關它。
在其中一個磁極的中間（也就是南北極之間）打一個洞，把一根軸穿過去。這就是轉子。
取另外兩塊磁鐵，分別放在轉子的兩側，兩塊磁鐵的磁極相反，朝向中心。左側的磁鐵北極朝向中心，右側的磁鐵南極朝向中心。這兩塊磁鐵就是定子。
由於磁鐵異極相吸同極相斥，S 定子將吸引轉子的 N 極，而定子的 N 側將排斥轉子，使其朝 S 定子方向旋轉。
當轉子接近此對齊位置時，快速翻轉手中的磁鐵，使磁極互換。此時，N 極定子將排斥 N 極，並吸引轉子的 S 極。
一遍又一遍地重複這個動作，只要掌握好時機，你就會得到一個可以帶動魚竿旋轉的馬達，你可以在馬達上附加一些裝置，比如齒輪，將旋轉產生的能量引導到不同的方向。
磁力在旋轉。其他一切都取決於如何將磁鐵以正確的極性放置在正確的位置；剩下的就交給大自然了。
這一點至關重要，所以我們再強調一遍。內燃機攜帶燃料燃燒，通過將熱量轉化為運動來對抗熱力學，因此效率較低。電動機只是引導電磁力，使其趨向平衡。
Rory Sutherland 生動地解釋了電動汽車的優勢：
對於汽車以及任何將能量轉化為有用功的產品而言，成本物理學都站在電動汽車堆棧一邊。
當然，這種手動電機的成本物理性能簡直是狗屎，比沒有電機還糟糕。自己動手旋轉軸會更容易些（順便說一句，你練習了多少次）。但它是個不錯的玩具模型，因為電動堆用現代技術取代了上面的每一個部件，讓電機旋轉得更快、更穩定，從而更好地引導電磁力使其趨於平衡。
電動機（電磁鐵）取代了永磁定子。與物理移動的永磁體不同，可控電磁鐵（通有電流的線圈）可產生旋轉磁場，並可調整以獲得最佳扭矩和速度。
釹鐵硼 (NdFeB) 磁鐵可替代現成的鐵氧體磁鐵作為轉子，為您提供更好的尺寸強度比、最大能量積 (BHmax)、剩磁 (磁場強度) 和矯頑力 (退磁難度)。
鋰離子電池取代了切換定子極性所需的能量。它們通過線圈傳輸電流，根據麥克斯韋和洛倫茲的發現，線圈變成了磁鐵，或者說電磁鐵。
電力電子技術取代了手動操作開關。先進的半導體開關取代了手動撥動磁鐵的方式，每秒可切換數千次電流，從而以極高的精度打開和關閉電磁鐵。
計算取代了你的眼球和決策。傳感器精確探測轉子的位置，微處理器計算出每次切換的最佳時機，實時優化效率、速度和平穩性。
這四種技術共同將不實用的手動電機轉變為能夠以 20,000+ RPM 的速度可靠旋轉多年、提供精確的扭矩控制並以超過 95% 的效率將電能轉換為機械運動的電機。
理解這個堆棧的工作原理對於我們接下來討論的所有內容都至關重要，所以即使手繪效果不好，我們也不會感到不快。這個視頻的觀看次數已達 2100 萬次，是一個很好的基礎入門視頻：
如果你想了解現代帶有釹磁鐵的無刷直流電機是如何工作的，或者甚至自己製作一個（！），這個也很棒：
所有采用 Electric Stack 的產品都以不同的方式使用相同的構建塊和概念。
例如，電磁爐使用電力電子、計算機、電池（就 Impulse 而言）和電磁線圈，但沒有永久性的稀土磁鐵；金屬鍋本身充當“轉子”，變化的磁場直接在鍋中感應出電流，產生熱量。
電動汽車堆棧的樂高套件特性意味著，堆棧中某一部分的改進實際上會使構建在堆棧上的所有產品受益，而對構建在堆棧上的一種產品的需求可能會推動所有其他產品的成本和性能改進。
記住：它們都是為了更好地引導電磁力，使其趨向平衡。（跟我們一起說！）
我們正處於電動汽車復興的浪潮之中，這源於電動汽車每一層不可思議卻又奇蹟般的歷史。現在，我們將從電動汽車的核心——鋰離子電池——開始，回顧這些故事。
鋰離子電池
2022 年 8 月，我們的朋友諾亞·史密斯 (Noah Smith) 宣佈，這將是電池的十年。
他寫道：“電池變得如此重要的根本原因很簡單，就是技術突飛猛進。”
自1991年以來，鋰離子電池的成本（以美元/千瓦時計算）已下降98.8%，平均每年下降12.5%。
這是怎麼發生的？電池行業的衰落和重要性的上升，始於五十年前，在老牌能源巨頭埃克森美孚的腹地。
電池研究
惠廷厄姆被賦予了“從事任何與能源相關的工作，只要不是石油或化學品”的自由，他開始嘗試一種稱為插層的過程：將鋰離子填充在二硫化鈦層之間。
1976年，他發明了第一塊可充電鋰電池，並因此獲得了2019年諾貝爾化學獎。
為了理解為什麼鋰是一項值得獲得諾貝爾獎的創新，以及為什麼惠廷漢姆必須分享這一獎項，我們應該花點時間瞭解一下電池的工作原理（看在 Packy 的份上；我知道你已經知道這些了）。
充電時，這個過程基本上是反向進行的。惠廷漢姆以及之後的許多人正是通過這種方式製造出可充電鋰離子電池的。如果無法充電，電動汽車或無人機的經濟效益就會大幅下降。
惠廷漢姆意識到，鋰具有作為陽極的理想電化學特性。它是最輕的金屬（有利於減輕電池重量），而且它的外層電子只有一個，正拼命地尋求自由電子。
但他發現，鋰也面臨一些挑戰。就像我們很多人一樣，它最大的優勢也是它最大的弱點。鋰的雙刃劍在於它的反應性。
這讓我們回想起惠廷厄姆獲得諾貝爾獎的原因：他的電池偶爾會爆炸。
Whittingham 的電池很好 - 放電時為 2.2 V，電池級約為 70 Wh/kg⁻¹，而且可充電！ - 但還不夠好。
但問題就在這裡，不是嗎？爆炸？古迪納夫的電池也爆炸了。他沒有去除陽極裡的純鋰。
電壓的提升足以讓古迪納夫獲得 2019 年諾貝爾獎，但還不足以用於商業用途。
這種嗅覺，以及整句引言，都屬於我們的第三位 2019 年諾貝爾化學獎獲得者、旭化成研究員吉野彰博士。
旭化成是一家多元化化學品和材料公司，吉野在其中負責評估一種全新的導電聚合物——聚乙炔。這是一個典型的“技術尋找問題”的案例，但這一次，它找到了問題。
瞧，古迪納夫的工作在規模雖小但遍佈全球的電池界引起了不小的轟動，甚至吸引了來自日本的訪問學者，其中一位學者加入了旭化成的電池項目，並向吉野提交了古迪納夫的 LiCoO₂ 數據的複印件。
索尼帶來了這種實力。這家日本電子公司實際上代表了20 世紀 80 年代的水平。
索尼製造電池
最初，西野和索尼試圖在內部開發自己的版本，但發現吉野的專利就像他的電池一樣堅不可摧。
不過，對索尼來說幸運的是，旭化成並沒有打算自己生產電池；他們只是一家多元化的化學品和材料公司。他們很快就簽署了一份許可協議。
由於索尼必須將電池真正植入產品，因此它必須關注能量密度等因素，而研究人員則無需關注。經過近二十年的研究，成本幾乎不成問題，但鋰離子電池一旦投入生產，就成了關鍵因素。
鋰離子電池Alpha產品：Handycam
當時的日本巨頭任天堂的研發主管橫井軍平用現在著名的一句話描述了他的設計理念：枯れた技術水平の思考。
對於不會說日語的聽眾來說，這就是“利用過時的技術進行橫向思考”。不要從頭開始發明一切，而是採用經過驗證的、可靠的技術併為其尋找新穎的應用。
在包裝方面，他們將手電筒電池工具重新改造成現在標準的18650鋼罐，這種鋼罐很容易纏繞在卡式心軸上。
最終成果如下：到1990年底，該試驗工廠每天可生產1000個電池單元。不到一年時間，就從實驗室規模發展到接近商業規模。而且，早期電池的能量密度和循環時間已經比鎳鎘電池高出2到3倍。是時候實現規模化了。
