东京理科大学研究人员研究表明，在钠离子电池阴极中掺杂钪可提高其循环稳定性。研究团队负责人Shinichi Komaba教授称，尽管钪是昂贵金属，但研究证明了其在电池开发中的可行性，且该发现有望促进高性能、长寿命钠离子电池的开发。

钠离子电池因天然钠资源丰富，正被研究作为锂离子电池的潜在替代品。其中，钠锰氧化物阴极是很有前途的锂离子电池替代材料，但层状钠锰氧化物(Na 2/3 MnO 2)等阴极材料常面临降解问题，这很大程度上归因于Jahn-Teller畸变，即锰离子在充放电循环中扭曲材料晶体结构，导致容量随时间损失。

此前，研究团队发现，在P′2 Na 2/3 [Mn 1−x Sc x ]O 2电极中掺杂Sc可提高电池性能和长期稳定性，但改善的确切机制及效应的普遍适用性尚不明确。此次研究中，团队系统研究了Na 2/3 [Mn 1−x Sc x ]O 2的P2和P'2多型体，以了解Sc掺杂的作用。

研究发现，将钪引入阴极材料的P′2多型体有助于保持其结构完整性。Sc掺杂改变了晶体生长，减少了与电解质的副反应，并增强了湿度稳定性。这种效应是钪和P′2多型体组合所特有的，在P2多型体中或掺杂镱和铝等其他金属时未观察到类似改善。

在钠半电池测试中，掺杂8%钪的样品性能最佳。使用该正极制备的纽扣型全电池，经300次充电放电循环后仍保留了60%的容量，解决了钠锰氧化物阴极容量衰减迅速的问题。

Komaba教授指出，这项研究提出了一种提高层状金属氧化物在电池应用中结构稳定性的新方法。此外，除钠离子电池外，该研究还展示了通过晶格畸变扩展层状金属氧化物结构稳定性、提高使用这些材料制成的电池性能的新策略。

值得注意的是，全球研究人员正努力提升钠电池的容量和性能。最近，一个研究团队声称已克服钠电池快速充电时易短路和容量快速损失的致命弱点。通过提高电解质中的盐浓度，该团队使钠离子沉积更平稳、可控，让电池更安全、持久且充电更快，经500次充放电循环后，电池仍能保持70%以上的容量。