據(jù)報道，杭州亞運(yùn)會期間的滬杭智能高速公路交通將采用目前國際上先進(jìn)的無人智能交通系統(tǒng)，基于此，我們可以想象以下基于5G技術(shù)、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航和無線快速充電技術(shù)的未來交通的場景：

    你坐在你的無人車?yán)?，看著顯示屏型車窗上播放的新大片，根本沒有感覺到你的智能車已經(jīng)在智能高速上行駛了4個多小時，你的智能車正在接受衛(wèi)星導(dǎo)航信號，根據(jù)道路實(shí)時交通狀況不斷勻速轉(zhuǎn)換車道，并且已經(jīng)在連續(xù)和間斷無線快速充電后到達(dá)目的地，并且在提醒你車輛已經(jīng)支付了高速通行費(fèi)、充電費(fèi)、智能導(dǎo)航信息中心的服務(wù)費(fèi)后駛出高速路，你的車輛提醒睡夢中的你是否切換為白天模式并有否興趣自己駕駛一會，并且看看你所到達(dá)目的地的城市風(fēng)景，并且順便確認(rèn)下一個即將到達(dá)的餐廳是否是你屬意的口味，當(dāng)然價格表和菜單已經(jīng)在顯示屏上啦。

    你不用懷疑，這就是2030年你在錯過了高速列車后可以選擇的交通方式！

    當(dāng)然這樣的交通方式依托核心關(guān)鍵技術(shù)之一就是快速無線充電電池！為了這個夢想，人類近年來在新能源領(lǐng)域，尤其是車用電池大功率、高續(xù)航能力、快速充電、長壽命和足夠穩(wěn)定的安全性等方面投入了極大的人力物力進(jìn)行研究，力圖不斷取得突破，在目前鋰電池技術(shù)上不斷拓展，一邊使目前常見的新能源汽車真正有實(shí)質(zhì)性突破并引領(lǐng)未來智能交通。

    我們知道，和傳統(tǒng)電池比較，鋰離子電池由于開路電壓高、能量密度大、循環(huán)性能好等優(yōu)點(diǎn)得到日益廣泛的應(yīng)用。目前商業(yè)化使用的負(fù)極材料大多為石墨類負(fù)極材料，有很好的循環(huán)性能，但較低的理論容量（372mAh/g）逐漸不能滿足人們對高能量密度電池的需求。因此開發(fā)高容量負(fù)極材料已成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)，具有潛在實(shí)用價值的負(fù)極材料，主要包括合金反應(yīng)、轉(zhuǎn)化反應(yīng)材料以及鈦基材料，如合金材料硅、錫、鎢、鈮和過渡金屬氧化物等。

   快速充電電池發(fā)展歷程和前瞻

   鋰離子電池的負(fù)極材料主要作為儲鋰的主體，在充放電過程中實(shí)現(xiàn)鋰離子的嵌入和脫出。石墨電位0.1V vs Li+/Li，與電解質(zhì)形成在界面形成一層膜，并且容易形成鋰支晶，但是石墨由于層狀結(jié)構(gòu)，鋰離子嵌入嵌出過程引起較大形變（10.3%），導(dǎo)致循環(huán)性能不足Li+在石墨中的離子遷移速率較低，導(dǎo)致充放電較慢，也因此現(xiàn)在一般使用石墨作為負(fù)極，容量較低，首次充放電效率低，有機(jī)溶劑共嵌入等不足和缺陷。所以科學(xué)家和技術(shù)人員一直在孜孜以求地開發(fā)其他高容量的非碳負(fù)極材料。

   新的研究表明，電池充電的速度部分取決于正電粒子（稱為鋰離子）向負(fù)電極移動的速度，正電粒子之后儲存在負(fù)電極處。限制我們制造出快速充電的“超級”電池的一大因素便是鋰離子在陶瓷介質(zhì)中的移動速度。一種可能的解決方案是通過使用納米粒子來縮小每種物質(zhì)材料。但是納米粒子的造價非常昂貴并且制作工藝復(fù)雜。因此，科學(xué)家們一直在尋找替代性材料來規(guī)避這一問題。

   鋰離子電池負(fù)極材料工作原理

   近新發(fā)現(xiàn)的一組材料可以實(shí)現(xiàn)電池快速充電，提高智能手機(jī)在幾分鐘內(nèi)完全充電的可能性，并加速了電動汽車和太陽能等主要清潔科技（clean technologies，環(huán)?？萍迹┑耐度霊?yīng)用。劍橋大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)的通過被稱作是“鈮鎢氧化物”的材料，鋰離子可以實(shí)現(xiàn)超高速移動，意味著可以實(shí)現(xiàn)電池快速充電。

   鈮鎢氧化物納米棒晶體

   當(dāng)然鈮鎢氧化物并不是常見的鎢的氧化物和鎢酸鹽，其合成和工業(yè)化生產(chǎn)也又不曉得難度，較目前應(yīng)用較為廣泛的純鎢與氧化鎢、鎢酸鹽、偏鎢酸鹽、各類稀土摻雜鎢酸鹽，以及各類納米級鎢制品材料，根據(jù)差異參閱的國內(nèi)外專利文件，我們可以得知，摻鈮納米氧化鎢的制備方法較為特殊而困難，其特點(diǎn)是將濃度為0.2～0.3mol/L的六氯化鎢溶液4～10份，置于聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，加入二次蒸餾水12～20份，攪拌使其充分溶解；在上述溶液中加入濃度為0.05～0.1mol/L的五氯化鈮乙醇溶液1～10份、攪拌、混合、提純、結(jié)晶、再結(jié)晶、干燥等連續(xù)工藝生產(chǎn)而成。盡管其成本價格較高，但是較之其已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和改善鋰電池快速充電問題的優(yōu)勢，其開發(fā)和應(yīng)用前景值得期待。