代電池在其224年的歷史中取得了長足的進(jìn)步。我們現(xiàn)在有了全麥餅干大小的電池，可以在需要充電前使用好幾天的時(shí)間，而不是亞歷山德羅·沃爾塔（Alessandro Volta）的成堆的金屬盤和浸泡過鹽水的布。
但目前市場上設(shè)備的上限是什么？要打破這個(gè)上限，必須克服什么樣的技術(shù)挑戰(zhàn)？這些障礙什么時(shí)候會(huì)被清除？能源儲(chǔ)存的未來又是什么？
世界各地的一些科學(xué)家正在研究一個(gè)答案：一種利用量子物理學(xué)定律而不是經(jīng)典物理學(xué)來保持電荷的電池技術(shù)。這是一條漫長的道路，但羅馬不是一天建成的，當(dāng)然也不是一天就能通電的。
最基本、最受歡迎的電池
電池是一種利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能的技術(shù)。家用電池通過電路中的電子流產(chǎn)生電能。幾個(gè)世紀(jì)以來，不同的電池被開發(fā)出來；人們認(rèn)為本杰明·富蘭克林（Benjamin Franklin）在1749年的一封信中創(chuàng)造了“電池”這個(gè)詞。
讓我們來看看幾種不同的電池，它們大多是以科學(xué)家的名字命名的，這些科學(xué)家利用各種酸和金屬的化學(xué)反應(yīng)開發(fā)出了各種電池。1859年，我們發(fā)明了鉛酸電池，這是第一個(gè)通過系統(tǒng)反向電流充電的電池。在20世紀(jì)后期，鋰離子電池開始流行，并且基本上一直流行至今，使用不同排列的鋰與其他金屬和磷酸鹽結(jié)合。但是縱觀現(xiàn)代電池的歷史，化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能的基本原理并沒有改變。
好吧，別管電池了?！傲孔印钡降资鞘裁矗?/strong>
讓我們大致回顧一下量子物理學(xué)。量子態(tài)的粒子在一套完全不同的規(guī)則下運(yùn)作，與你周圍看到的一切完全不同，從云中的水到流經(jīng)你靜脈的血管。粒子在極端條件下進(jìn)入量子態(tài)：極冷的溫度和真空。在這些條件下，粒子可以同時(shí)扮演多種角色，這使得它們可以用于執(zhí)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算（如量子計(jì)算機(jī)所做的），并檢查時(shí)間旅行（在某種意義上）是否可能。
量子系統(tǒng)也可以表現(xiàn)出糾纏，這是一種兩個(gè)或多個(gè)量子粒子定義彼此特征的現(xiàn)象。在量子計(jì)算機(jī)中，數(shù)組中的原子攜帶給定操作所需的信息，就像普通計(jì)算機(jī)中的比特一樣。這些原子是量子比特，或量子位。
但量子運(yùn)算是微妙的。量子系統(tǒng)中的任何一個(gè)值一旦確定，操作就會(huì)崩潰。整個(gè)系統(tǒng) —— 例如，數(shù)組中的原子 —— 然后回到經(jīng)典狀態(tài)。
量子態(tài)可以持續(xù)很長時(shí)間。以時(shí)間晶體為例，這是2012年首次提出的一種物質(zhì)狀態(tài)，物理學(xué)家今年早些時(shí)候表示，它可以持續(xù)至少40分鐘，比其他已知晶體長約1000萬倍。這些晶體與量子電池相去甚遠(yuǎn)，但展示了一些量子系統(tǒng)通常是多么短暫 —— 如果我們要依靠這種體制來供電，這是一個(gè)需要解決的重要問題。
那么，量子力學(xué)的規(guī)則是如何應(yīng)用于電池的呢？電池是一種技術(shù)，可以讓你在手機(jī)充電后繼續(xù)閱讀這篇文章，甚至做更多的事情。
“這將相當(dāng)于傳統(tǒng)電池，充電需要幾分鐘，卻能夠保持?jǐn)?shù)百年的電量?！?/p>
量子電池，就像目前想象的那樣
像普通電池一樣，量子電池 —— 正如人們想象的那樣 —— 儲(chǔ)存能量。但相似之處就到此為止了。與既充電又消耗電池儲(chǔ)存能量的化學(xué)反應(yīng)不同，量子電池是由量子糾纏或?qū)㈦姵嘏c其源更緊密地連接在一起的行為提供動(dòng)力的。
“量子電池由許多量子電池單元組成，它們的作用就像一個(gè)巨大的量子電池。”韓國首爾國立大學(xué)的量子研究員金柱妍（Ju-Yeon Gyhm）解釋道。“挑戰(zhàn)在于如何長時(shí)間保持量子特性。”
由于量子電池與量子計(jì)算機(jī)具有相同的特性，因此必須克服一個(gè)重大的技術(shù)挑戰(zhàn)，才能使這項(xiàng)技術(shù)在研究環(huán)境之外成為現(xiàn)實(shí)：物理學(xué)家必須弄清楚如何在最精心管理的研究環(huán)境之外保持量子系統(tǒng)的微妙狀態(tài)。室溫超導(dǎo)體將是這樣一個(gè)圣杯，但這些天唯一聲稱有這種發(fā)現(xiàn)的人，在幾個(gè)月內(nèi)就被揭穿了。
“平衡狀態(tài)下的熱力學(xué)，并沒有限制能量轉(zhuǎn)化為熱量和功的速度，”一個(gè)由五名科學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì)在最近的量子電池研討會(huì)上寫道，該研討會(huì)目前在預(yù)印本服務(wù)器arXiv上舉辦。“因此，在被趕出平衡的量子系統(tǒng)中尋找熱力學(xué)量子優(yōu)勢似乎是很自然的。”
該小組接著指出，量子糾纏與多體量子系統(tǒng)中能量的存儲(chǔ)速度有關(guān)，這一發(fā)現(xiàn)促使人們將量子系統(tǒng)作為能量存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行研究。
2018年，一個(gè)團(tuán)隊(duì)對(duì)Dicke量子電池進(jìn)行了建模，這是第一個(gè)提出存在于固態(tài)架構(gòu)中的量子電池。2022年，一個(gè)團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中使用目標(biāo)、鏡子和激光測試了量子電池的基本框架。
最近的實(shí)驗(yàn)正在探索這個(gè)問題
去年年底，一組量子研究人員提出了一種系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)，量子電池可以以無限期因果順序（ICO）充電。他們的研究結(jié)果發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上，認(rèn)為帶有ICO的充電系統(tǒng)可以優(yōu)于傳統(tǒng)的充電協(xié)議。
“粗略地說，ICO可以用來構(gòu)建量子過程，這在標(biāo)準(zhǔn)量子理論中是不可能的，在標(biāo)準(zhǔn)量子理論中，因果順序必須是確定的或固定的，”東京大學(xué)研究員、該研究的第一作者陳元波（音譯）在一封電子郵件中說。“這種靈活性允許更廣泛的量子過程，其中一些可以顯示出有利和有趣的特性?！?/p>
“我們看到系統(tǒng)中儲(chǔ)存的能量和熱效率都有了巨大的提高。有點(diǎn)違反直覺的是，我們發(fā)現(xiàn)了相互作用的驚人效果，這與你可能期望的相反：使用相同的設(shè)備，低功率充電器可以提供更高的能量，效率更高，”陳元波當(dāng)時(shí)說。
不同的量子電池系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)置 —— 無論是提出的還是實(shí)現(xiàn)的 —— 意味著在這種未來技術(shù)的設(shè)計(jì)上有不同的創(chuàng)新途徑。上個(gè)月，來自格但斯克大學(xué)和卡爾加里大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)提出了一種量子電池充電系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以最大限度地提高電池中存儲(chǔ)的能量，同時(shí)最大限度地減少充電過程中耗散（或損失）的能量。該團(tuán)隊(duì)重新設(shè)計(jì)的部分內(nèi)容是將量子電池及其充電器耦合到同一個(gè)儲(chǔ)存器上，產(chǎn)生類似干涉的模式，從而提高兩者之間能量轉(zhuǎn)移的效率。研究小組估計(jì)，通過新的充電過程，電池可以儲(chǔ)存比傳統(tǒng)充電器多四倍的能量。
澳大利亞阿德萊德大學(xué)的量子研究員詹姆斯·夸奇（James Quach）在一封電子郵件中說：“量子電池的行為更像是分子或原子一致行動(dòng)的波，而在傳統(tǒng)電池中，分子或原子更像是單個(gè)粒子。這種集體行為是量子電池超廣泛充電特性的基礎(chǔ)，為更大容量的量子電池充電所需的時(shí)間更少。”
2022年，詹姆斯·夸奇領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)測試了量子電池的基本框架，他們將一種名為“Lumogen-F orange”的分子染料放入一個(gè)小腔中，并對(duì)其進(jìn)行脈沖光照射，看看它是如何儲(chǔ)存光子傳遞的能量的。研究小組發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)的充電速度非?？欤?span style="color: #000000; --tt-darkmode-color: #A3A3A3;">而且，更大的系統(tǒng)通常應(yīng)該充電更快。
詹姆斯·夸奇說：“目前，給一個(gè)量子電池充電需要毫微微秒，這個(gè)電池可以在納米到毫秒的時(shí)間內(nèi)存儲(chǔ)大約1微焦耳的能量。雖然這聽起來時(shí)間不長，但它的儲(chǔ)存時(shí)間實(shí)際上是充電時(shí)間的數(shù)百萬倍。相比之下，這相當(dāng)于一個(gè)需要幾分鐘充電的傳統(tǒng)電池，能夠保持?jǐn)?shù)百年的電量?！?/p>
據(jù)《新科學(xué)家》雜志報(bào)道，一些物理學(xué)家認(rèn)為，量子電池的充電時(shí)間與系統(tǒng)中量子比特的數(shù)量成反比；換句話說，電池越大，充電速度就越快。
所以 … 我什么時(shí)候能買到量子電池？
量子電池的研究正獲得越來越多的關(guān)注，但它仍然處于起步階段。盡管他們的承諾是非凡的，但這項(xiàng)技術(shù)的最終設(shè)計(jì)將是什么，仍然是一個(gè)懸而未決的問題。商業(yè)化？這只是目前最具商業(yè)頭腦的物理學(xué)家眼中的閃光。
主要的問題仍然是讓量子系統(tǒng)在擴(kuò)大規(guī)模時(shí)保持在量子態(tài)。詹姆斯·夸奇認(rèn)為，量子電池可以用作手機(jī)和汽車的移動(dòng)能源，但目前許多量子系統(tǒng)需要非常寒冷、無噪聲的條件才能保持這種狀態(tài)。親愛的讀者，我不是要打擊你的士氣，但在我們的設(shè)備中，核聚變可能比量子電池更接近現(xiàn)實(shí)。
盡管許多持懷疑態(tài)度的人不愿承認(rèn)這一點(diǎn)，但我愿意承認(rèn)自己說錯(cuò)了。唯一比正確更好的事，就是以錯(cuò)誤為代價(jià)，讓世界變得更美好。量子電池可以比傳統(tǒng)設(shè)備充電更快、更有效，并且可以與用于高級(jí)模擬和測量的新興量子技術(shù)相結(jié)合。一種完全可操作的量子電池尚未被證明，但根據(jù)最近的研討會(huì)，這種技術(shù)可以徹底改變我們收集、傳遞和控制能量的方式。鑒于人類對(duì)電力的明顯依賴，能源儲(chǔ)存可能會(huì)有一個(gè)巨大的飛躍。
如果朋友們喜歡，敬請(qǐng)關(guān)注“知新了了”！
、按工作性質(zhì)分類
二、按電解質(zhì)分類
三、按外形分類
四、按用途分類
總之，電池的分類方式多種多樣，不同類型的電池在性能、用途和特點(diǎn)上各有優(yōu)劣。在選擇電池時(shí)，需要根據(jù)具體的使用需求和場景，綜合考慮電池的類型、容量、安全性等因素。
款性能卓越的電池是保障筆記本穩(wěn)定運(yùn)作的關(guān)鍵，也是提升工作效率的必備后盾，如何精準(zhǔn)選購，確保續(xù)航性能與工作環(huán)境的完美匹配，是工業(yè)用戶尤為關(guān)心的，本文將為大家介紹電池選擇的核心要素，助您輕松挑選出最適合的工業(yè)筆記本電腦電池。
電池類型的選擇是影響筆記本性能的首要因素，目前，鋰離子（Li-ion）和鋰聚合物（Li-po）電池憑借其高能量密度、低自放電率和較長的循環(huán)壽命等優(yōu)點(diǎn)，成為工業(yè)筆記本電腦的標(biāo)配。
鋰離子電池在高溫環(huán)境下的表現(xiàn)更為優(yōu)異，而鋰聚合物電池則在體積和形狀設(shè)計(jì)上更具靈活性。
電池容量通常以瓦時(shí)（Wh）或毫安時(shí)（mAh）計(jì)量，直接影響筆記本的續(xù)航時(shí)間，選擇更高容量的電池，固然能獲得更長的使用時(shí)間，但也意味著更大的體積和重量。因此，在選購時(shí)，需根據(jù)實(shí)際工作需求，平衡續(xù)航與便攜性。
例如，對(duì)于長時(shí)間在戶外工作的工業(yè)用戶，選擇容量在8000mAh以上的電池更為合適；而對(duì)于經(jīng)常需要移動(dòng)的用戶，則可考慮容量在4000mAh至6000mAh之間的電池，以保持較好的攜帶性。
電池的輸入輸出參數(shù)，包括電壓和電流規(guī)格，直接關(guān)系到其與筆記本的兼容性，標(biāo)準(zhǔn)電壓通常為11.1V或14.8V，而電流規(guī)格則影響到電池的充電速度和供電穩(wěn)定性。在選購時(shí)，務(wù)必確認(rèn)電池的輸入輸出參數(shù)與筆記本兼容，避免因參數(shù)不匹配導(dǎo)致的損壞或性能下降。
選擇知名品牌的工業(yè)筆記本電腦，不僅能享受到更優(yōu)質(zhì)的原材料和制造工藝，還能獲得更完善的售后服務(wù)，能有效降低因質(zhì)量問題導(dǎo)致的停工風(fēng)險(xiǎn)。
產(chǎn)品型號(hào)：DTN-S1311EU
這款工業(yè)筆記本電腦搭載的是雙電池設(shè)計(jì)，主電池有6700毫安時(shí)容量，還可通過加裝4200mAh容量的第二塊電池，支持長時(shí)間全班不中斷操作，續(xù)航時(shí)長可達(dá)8.5小時(shí)，可以全力處理冗長的計(jì)算任務(wù)。
此外，這款產(chǎn)品還支持1000nit高亮屏、指紋/人臉識(shí)別模塊、跨92℃寬溫運(yùn)行、酷睿11代處理器+64G內(nèi)存等功能，是一款兼具性能與安全的產(chǎn)品。
在工業(yè)筆記本電腦電池的選擇過程中，我們需細(xì)致考量電池類型、容量與續(xù)航、輸入輸出參數(shù)、品牌與售后等多個(gè)維度，為工業(yè)筆記本的穩(wěn)定運(yùn)作和高效工作提供有力保障。
東田工控工業(yè)筆記本電腦不僅擁有長效續(xù)航的特點(diǎn)，還具備豐富功能，各具特色，如對(duì)這類產(chǎn)品感興趣，歡迎致電東田客服咨詢。