雪佛兰Volt的电池重约400磅，竖起来高六英尺。这个价值10,000美元以上的T形巨石包含300节独立的3伏特锂离子电池，每三节捆绑在一起，然后串联，并通过复杂的液体冷却机制防止过热。电池组内的计算机监控系统指挥着这个小小的电气交响乐，协调各个电池的运作，平衡电压，最重要的是，时刻警惕任何可能导致电池故障、短路或威胁系统稳定性的迹象。这块电池是迄今为止设计的最先进的储能设备之一，可以在能量耗尽前将重达3520磅的Volt驱动40英里。
一加仑汽油也能做到。
乔恩·劳克纳非常希望您能理解这一点。劳克纳是通用汽车全球项目管理副总裁，他自称非常支持汽车电气化，但他希望您清楚地认识到电动汽车面临的挑战——从工程师严酷、不带感情的视角来看，电池，无论它们看起来多么先进，都让汽油显得物超所值。
“您”在这种情境下，是指一群记者，他们在四月份混迹于底特律郊区通用汽车的鸡尾酒会上，围着劳克纳。明天，这群人将参观位于密歇根州沃伦的Volt开发设施，进行一场旨在证明插电式混合动力汽车的漫长合法化之路正在积极推进的演示。一切都很友好，但劳克纳似乎预料到会受到伏击，他确信有人很快就会提起EV1，通用汽车于1996年推出的电动汽车，几年后，又声名狼藉地将其成批运往亚利桑那沙漠进行拆毁。如今，当通用汽车试图说服一个持怀疑态度的世界，证明它的Volt并非虚无缥缈时，EV1成了一个敏感话题。
因此，在任何人开口之前，劳克纳就发起了先发制人的打击，将EV1的夭折归咎于电池无法与内燃机竞争。“对于任何认为通用汽车和石油公司之间有密谋扼杀EV1的人，”他宣布道，用手势指向空气，仿佛Volt至关重要的电池组的真人大小的模型就站在他旁边，“我要说，这块400磅的电池”——比驱动EV1的大家伙轻至少600磅——“仍然只相当于一加仑汽油。”
请不要误会，您很快就能买到某种形式的电动汽车。这是不可避免的。不断上涨的油价、融化的极地冰盖、石油驱动的地缘政治不安全感——所有这些都向我们发出了关于化石燃料的明确信息：我们必须停止使用它们。美国人每天消耗3.9亿加仑汽油，每加仑汽油都会向空气中排放20磅二氧化碳。而目前，最有希望迅速减少这一数字的替代燃料就是电力。氢能经济可能仍然像科幻小说一样遥远。玉米乙醇可能会推高全球食品价格，而且对降低碳排放毫无帮助。另一方面，电力通过电线输送到国内的每一户人家。与汽油相比，它很便宜。它可以来自几乎任何来源——天然气、煤炭、核能、水力、太阳能、风能。即使是煤炭发电（美国近一半电力来源）的汽车，每英里产生的二氧化碳也只有传统汽油车排放的0.7磅。
今天的混合动力汽车，如普锐斯，是汽车电气化的小小一步，但重点是“小小”。混合动力车本质上是汽油驱动的汽车，只能在极短的时间内依靠电池运行。然而，插电式混合动力汽车，或者通用汽车称之为Volt的“增程电动汽车”——拥有大型电池，可以直接从电网充电，大部分时间依靠电力而非汽油运行——跨越了一个关键的门槛，在此之后，电力将取代石油，成为主要的交通燃料。
考虑一下潜在的好处。根据交通部的统计，78%的美国人每天的驾驶里程不到40英里，所以像Volt这样的车主，在正常的驾驶日里，几乎永远不会用到汽车的汽油备用发动机。如果电池技术能够进一步提升，每充电多增加10英里续航里程，数据将更加令人印象深刻；一辆纯电动续航里程为50英里的插电式混合动力轿车，整体平均油耗将达到150英里/加仑。
电力研究所（Electric Power Research Institute）和自然资源保护委员会（Natural Resources Defense Council）的一项研究发现，即使在相对悲观的情况下，未来四十多年里电力仍主要来自煤炭，插电式混合动力汽车的市场份额仅有适度增长，到2050年，至少可以减少34亿公吨的碳排放。作为参考，一辆平均油耗为30英里/加仑的中型汽车，每年产生不到四吨二氧化碳。
要实现这一点需要大量的汽车，但大多数汽车制造商至少已经开始为电气化未来做出姿态。日产、丰田、马自达、Mini、三菱、斯巴鲁、现代和大众汽车都已宣布，他们将在未来两到三年内推出某种形式的插电式或电动汽车，即使只是限量生产。精品汽车制造商特斯拉已经开始交付其昂贵的纯电动跑车，其他小型公司，如Fisker Coachbuild，也已开始接受其电动汽车的订单。
然而，我们距离拥有足够廉价、安全且能量密度足够的电池来实现电力完全取代汽油还有很长的路要走。Volt巨大的电池只是汽车制造商最终设想的原始雏形。然而，通用汽车——这家公司的声誉几乎被EV1的惨败所摧毁，这家过度扩张的公司今年第二季度亏损超过150亿美元，并可能在2010年耗尽现金——却将公司的持续生存押在了Volt上。它赌的是，它目前正在开发的400磅电池最终将带来明天的普及电动汽车。
选择将开发可能决定一家公司命运的“奇迹盒子”动力组的供应商，不是一个可以轻易做出的决定。因此，从2007年2月开始，为期两周的时间里，来自八家电池制造商的代表团，带着道具和提案，一个接一个地走进通用汽车沃伦技术中心园区那座巨大的玻璃幕墙工程中心。无论是初创公司还是跨国巨头，这些公司都通过了Volt电池供应商竞赛的初选。这是一场冗长的过程，通用汽车几乎所有部门（从工程到财务）的约20名员工花费了两个月时间审查了27份提案。他们根据电池的能量和功率密度、温度性能、安全性、寿命和成本对每家公司的电池进行评分。他们根据重要性给每个指标加权，并考虑了Volt车辆线总监托尼·波萨瓦茨（Tony Posawatz）委婉地称为“定性因素”，例如：我们会憎恨和他们一起工作吗？接下来，30名评审员投票选出了要邀请参加并进行马拉松式四小时推介会议的公司。
每家供应商来到沃伦，都是为了证明其电池能够做到以下几点：储存16千瓦时的能量。仅凭电力驱动Volt行驶40英里。使汽车从0加速到60英里/小时，用时八秒。至少运行10年。承受5,000次完整放电，同时损失不超过10%的容量。能够安装在64x33.5英寸的箱子里，并能滑入传统汽车传动轴的通道内。重量不超过400磅。成本尽可能低。而且绝不能爆炸。
这并非易事。
这是因为电池是难以驯服的技术。每个电池都是由数十亿个分子组成的混合物，它们协同工作，将电能储存为化学能。离子（带电粒子）通过电解质在正负极之间来回穿梭，电解质充当两个极之间的桥梁。放电过程中，通过将负极的电子脱离，产生电流。这些电子然后通过集流体流出电池，经过外部电路，最后流回到正极，从而重新开始循环。问题是，这数十亿个分子形成了一个无限复杂系统，其中会发生各种化学反应的“恶作剧”。而很少有电池技术比每家进入半决赛的公司都要向通用汽车展示的技术更容易发生“恶作剧”：锂离子。
锂离子电池比它们的前辈（以及驱动了两代EV1汽车的铅酸电池和镍氢电池）更轻、能量密度更高。它们是过去十年消费电子产品令人难以置信的“微型化”背后的电池。但是，当锂离子电池过热、过充或受到滥用时——特别是那些用于手机和笔记本电脑的电池，它们通常使用某种形式的钴酸锂作为正极——它们有一个不幸的倾向，即引发连锁反应，最终导致电池科学家所说的“热失控”。在YouTube上搜索“爆炸电池”，您就能明白其中的意思。
因此，在汽车制造商能够考虑在批量生产的移动车辆中使用锂离子电池（今天路上的每辆混合动力汽车都使用镍氢电池）之前，它需要超越钴酸锂。因此，有了通用汽车精心设计的供应商淘汰流程。自索尼于1991年开发出第一款商用锂离子电池以来，研究人员已经创造了数十种该技术的变体，主要是通过改变正极的构成。十六年后，通用汽车正在寻找足够安全且动力强劲的锂离子子系，以用于公司100年历史上最受瞩目的汽车。
2007年6月5日，在通用汽车的年度股东大会上，全球产品开发副董事长鲍勃·卢茨（Bob Lutz）宣布了雪佛兰Volt电池竞赛的两位决赛选手：韩国消费电子电池巨头LG化学的汽车电池部门Compact Power, Inc.（CPI）；以及马萨诸塞州沃特敦的初创公司A123 Systems，该公司将与德国汽车零部件制造商大陆集团（Continental）合作，将其电芯组装成功能齐全的电池组。
CPI已经花费了五年时间研究一种锰酸锂正极化学物质，这种物质比钴酸锂更便宜、更安全，并且对汽车应用有一个主要的优势：出色的功率。想象一瓶水。能量是瓶子里能装多少水；功率是你能多快地倒出来。对于笔记本电脑来说，功率不足不是大问题，但在汽车上，功率就等于加速。
钴基化学物质的功率较低，因为它们形成二维结构，限制了锂离子进出正极的路径数量，从而从根本上限制了电池放电的速度。相比之下，CPI的锰基正极是一种三维晶格结构，使得锂离子可以快速地进出。离子交换速度越快，电子泵送速度越快，这意味着功率越大。
但是，要将这项原始技术塑造成适合Volt的电池，还需要更多的努力。Compact Power的首席执行官Prabakhar Patil说：“我们必须拥有一种能使典型混合动力电池的能量容量翻倍的电芯。”在股东大会结束后，CPI的70名员工加班加点，连续工作了四个月。然后，他们出乎意料地按时（有点不祥地，在万圣节那天）交付了他们的第一个成品电池组，令通用汽车电池实验室的工程师们感到惊讶。
与此同时，A123的第一个电池组被海关扣留了。美国交通部将锂离子电池视为危险品，这使得从德国大陆集团的包装工厂运送电池组变得困难。（可能对它没有帮助的是，包裹在A123电芯周围的不锈钢外壳看起来就像杰瑞·布鲁克海默电影中的核武器。）然而，抛开外表不谈，A123的磷酸铁锂化学物质可能是最安全的。磷酸盐中的共价双键——自然界中最强的化学键——使得这些正极几乎不可能引发可能导致电池爆炸的反应。
终于，在一月份，海关放行了电池，通用汽车得知A123的产品随时可能抵达。当时，乔恩·劳克纳正在华盛顿特区，参加美国进步中心（Center for American Progress）关于插电式混合动力汽车的一个小组讨论。他坚持要在他收到电池到实验室的那一刻收到通知。劳克纳走上讲台，开始回答听众的提问。“你们的第二块电池进展如何？”有人问道。劳克纳看了看他的黑莓，回答道：“五分钟前，它已经抵达我们的实验室了。”
如果您对下一代电池技术的追求为何突然达到“最高戒备”级别感到困惑，您并非孤单。毕竟，我们12年前就有了纯电动汽车——EV1。为什么现在制造电动汽车的混合动力版本会如此困难？
劳克纳在今年七月于加州圣何塞举行的行业会议“Plug-In”上的主题演讲中，对这个问题进行了尝试。他似乎又忍不住要触碰旧伤口。“有些人最近建议我们只需翻新生产线——如果我们还能找到的话——然后重新启动EV1的生产，”他说。“看，EV1的技术在10年前就已经是最先进的了。但通用汽车选择将我们的努力投入到更新、更好的技术上，它将拥有更高的功能性，因此有更大的机会获得大批量市场认可。”
这一论点并没有让劳克纳的700名左右的听众（包括行业内部人士、倡导者和忠实拥护者）中的一些人满意。也许他更直接地说出他的观点，会效果更好，那就是复兴EV1的想法是基于一个错误的假设：十年前的电动汽车是建立在一个可行的电池平台上的。
EV1的总工程师、雪佛兰Volt的早期推动者之一乔恩·贝雷萨（Jon Bereisa）说：“对EV1来说，这是一个不同的挑战。”“电池技术当时还不行，我们知道，但我们相信可以通过设计一辆高效的汽车来弥补。EV1使用了重达1000磅的铅酸电池，一次充电续航里程为65到95英里，电池实在太大了，以至于后座是不可能有的奢侈。第二代EV1的续航里程延长到140英里，但其大型镍氢电池包含钴和钒等昂贵材料，使得电池价格高达4万至5万美元。贝雷萨估计，通用汽车在EV1项目上损失了近10亿美元。“我们实现了技术可行性，”他说。“你可以说我们做到了。但我们并没有真正实现商业可行性。”
然而，技术可行性和商业可行性不能是相互排斥的，这也是电动汽车电池所需达到的目标不断提高的原因之一。Volt每次充电不仅要达到40英里（或更多）的续航里程，而且要持续十年，以满足消费者和监管机构的要求。通用汽车要获得其所需的宝贵的加州空气资源委员会（California Air Resources Board）积分，Volt电池必须提供10年、15万英里的保修。
一些电池行业内部人士认为，首批锂离子电池不太可能持续那么长时间。行业分析师梅纳赫姆·安德曼（Menahem Anderman）列举了对先进汽车电池的抱怨。“‘电池太大了，太贵了，我们担心电池的寿命、责任风险和保修’——这是我在过去九年里去过的每家汽车公司都听到的，”安德曼说。“现在我要去看插电式混合动力汽车了？电池要大五倍，贵五倍。责任风险要高五倍，甚至十倍。”他认为，插电式汽车会“残暴地”对待电池，几乎每次驱动都会完全耗尽电池。因此，通用汽车必须考虑到——或者，正如安德曼会说的，很可能——昂贵的电池会在汽车本身报废之前就损坏。
这就是为什么Volt项目中最令人神经紧张的工作几乎肯定发生在密歇根州沃伦的一个“酷刑室”里。
现在，可能就在您阅读这些文字的时候，一些非常丑陋的汽车正在密歇根州米尔福德的一个只对内部人员开放的测试赛道上不知疲倦地绕圈行驶。它们是“Mali-Volts”——经过改装的雪佛兰Malibus，配备了Volt的动力总成，并覆盖着传感器和电极，就像在跑步机上进行心脏压力测试的人一样。Volt能否赶上2010年11月的生产截止日期，很大程度上取决于这些汽车。Mali-Volts将展示电池组如何承受在赛道上被残酷考验产生的噪音、振动和恶劣条件。在这里，将实验室开发的零件转化为可销售汽车的最后、关键任务已经开始。
六月初，通用汽车的卢茨向环保新闻网站Greenfuelsforecast.com描述了他第一次Mali-Volt试驾的体验，称其既令人兴奋又令人毛骨悚然。“这就像在时速70英里的常规汽车里，没有发动机，只是滑行，”他说。他报告说，电池表现良好。一些连接单个电池单元的焊接点出现了故障，但这在预期之中；团队越来越有信心。“伙计们现在确信，除非我们遇到一些我们没有预料到的突然的‘糟糕情况’，否则我们在2010年11月之前都能按计划进行，”他说。
如果这种“糟糕情况”确实出现，它最有可能在通用汽车沃伦电池实验室的寿命测试中显现。在那里，那些备受赞誉的前两个电池组近一年来一直受到“Pack Cycler”的虐待。这是一个冰箱大小的设备，用于测试循环寿命——电池在不劣化的前提下可以放电和充电多少次。在循环仪上两年，工程师可以将一块电池模拟150,000英里的实际行驶里程。
与寿命相关的另一个变量是日历寿命，这更难测试。真正了解电池10年后的老化情况，唯一的方法是制造电池，使用10年，然后观察结果。但如果你只有两年时间——就像通用汽车一样——唯一的选择就是通过将电池加热到恒温箱来人为加速老化过程。这是一个巨大的金属桑拿房，电池组在潮湿的185°F（约85°C）环境下浸泡数月。按照这个速度，到2010年4月，来自A123和CPI的电池将已经老化了相当于10年的时间——距离Volt计划生产只有短短的七个月。
很难获得关于电池性能的详细信息。由于在即将进行的首次公开募股（IPO）之前，美国证券交易委员会（SEC）规定的静默期，A123拒绝就此报道发表评论。七月份，CPI的Patil发表了一份含糊的信心声明：“今天，在首次获奖一年后，我们正沿着这条道路稳步前进，地平线上没有任何‘拦路虎’。”
抛开细节不谈，这种信心正在增长。在Plug-In会议演讲的前一天早餐时，劳克纳带着调皮的笑容，显然很享受让Volt的质疑者们闭嘴的想法。他周围的谈话从“是否”转向了“何时”。“怀疑论者的窗口正在关闭，”他说。“最后剩下的就是：我们能否按时完成？”
首批符合建筑规范的Volt“骡车”——外观和操控都与成品车一样的测试车——应该在这个月（大约在美国选民投票选择两位都公开支持Volt并承诺提供政府激励措施以帮助汽车在消费品市场上竞争的总统候选人时）上路测试。
但要实现最崇高、最长远的目标——向基于电子的经济大规模转型——电池总有一天需要在一个公平的竞争环境中击败石油，而无需政府补贴的帮助。它们需要和它们希望取代的根深蒂固的化石燃料一样强大和廉价。换句话说，它们需要比目前的目标公式好得多，毕竟，这个公式仍然围绕着一块400磅的电池等于一加仑汽油。
劳克纳说：“如果有人问，‘理想的目标应该是什么？’那么，理想的目标就是拥有与汽油或柴油相同的能量密度。届时，我们就可以说，我们成功了。”
