日本科学家开发出新方法，不仅提升了钠离子电池性能，还延长了其使用寿命。钠是地球上第六丰富的元素，相比锂离子电池更具可利用性，钠电池被视为锂离子电池经济高效且可持续的替代品，但在某些情况下也面临挑战。

研究人员近期探索了阴极材料设计对电池寿命和稳定性的关键作用。层状钠锰氧化物(NaMnO2)作为钠离子电池阴极材料，受到研究人员越来越多的关注。

东京理科大学的Shinichi Komaba教授称：“我们的研究结果证实，锰基氧化物是开发高耐用性钠离子电池的一种有前途且可持续的解决方案。由于锰和钠成本相对较低，这项研究将为智能手机和电动汽车等各种应用带来更经济实惠的储能方案，最终带来更可持续的未来。”

研究人员透露，NaMnO2有两种晶体形式：α-NaMnO2和β-NaMnO2。α相具有单斜层状结构，平面MnO2层由共边的扭曲MnO6八面体组成，交替堆叠，Na离子位于其间;β-NaMnO2具有波纹或锯齿状的共边扭曲MnO6八面体层，Na离子也在其间。据新闻稿，β-NaMnO2合成通常需较高温度，常导致缺钠相，试图防止缺钠相会产生有多种缺陷的非平衡β相，其中最显著的是由晶体bc平面滑移形成的堆垛层错(SF)，产生类似α相的堆垛层错序列。

由含SF的β-NaMnO2制成的电极在充电/放电循环中容量会严重降低，限制实际应用，且SF使人们对该材料固态化学的理解变得复杂。

Shinichi Komaba教授表示：“在之前研究中，我们发现金属掺杂剂中，Cu是唯一能成功稳定β-NaMnO2的掺杂剂。在这项研究中，我们系统探索了Cu掺杂如何抑制SF并提高钠离子电池中β-NaMnO2电极的电化学性能。”

该研究发表在《先进材料》杂志上，表明NMCO - 12在150次循环中未出现容量衰减，说明不含SF的β相具有高度可逆性，能抵御各向异性板片滑移以及钠离子脱嵌过程中晶格体积的剧烈变化。这些发现凸显了锰基氧化物对钠离子电池的显著影响。

此外，这项研究还表明，通过掺杂铜稳定SF，可解决锂等金属通常面临的供应链脆弱性问题，对电网储能、电动汽车和消费电子产品具有潜在影响。