Hard carbon is regarded as a promising anode material for sodium-ion batteries (SIBs). However, it usually suffers from the issues of low initial Coulombic efficiency (ICE) and poor rate performance, severely hindering its practical application. Herein, a flexible, self-supporting, and scalable hard carbon paper (HCP) derived from scalable and renewable tissue is rationally designed and prepared as practical additive-free anode for room/low-temperature SIBs with high ICE. In ether electrolyte, such HCP achieves an ICE of up to 91.2% with superior high-rate capability, ultralong cycle life (e.g., 93% capacity retention over 1000 cycles at 200 mA g-1 ) and outstanding low-temperature performance. Working mechanism analyses reveal that the plateau region is the rate-determining step for HCP with a lower electrochemical reaction kinetics, which can be significantly improved in ether electrolyte.

Abstract Presently, commercialization of sodium‐ion batteries (SIBs) is still hindered by the relatively poor energy‐storage performance. In addition, low‐temperature (low‐T) Na storage is another principal concern for the wide application of SIBs. Unfortunately, the Na‐transfer kinetics is extremely sluggish at low‐T, as a result, there are few reports on low‐T SIBs. Here, an advanced low‐T sodium‐ion full battery (SIFB) assembled by an anode of 3D Se/graphene composite and a high‐voltage cathode (Na 3 V 2 (PO 4 ) 2 O 2 F) is developed, exhibiting ultralong lifespan (over even 15 000 cycles, the capacity retention is still up to 86.3% at 1 A g −1 ), outstanding low‐T energy storage performance (e.g., all values of capacity retention are >75% after 1000 cycles at temperatures from 25 to −25 °C at 0.4 A g −1 ), and high‐energy/power properties. Such ultralong lifespan signifies that the developed sodium‐ion full battery can be used for longer than 60 years, if batteries charge/discharge once a day and 80% capacity retention is the standard of battery life. As a result, the present study not only promotes the practicability and commercialization of SIBs but also points out the new developing directions of next‐generation energy storage for wider range applications.

Abstract Transition metal selenides have been attracting significant attention owing to their high conductivity and theoretical capacity. In this article, the N‐doped carbon (NDC)‐coated Ni 1.8 Co 1.2 Se 4 nanoparticles encapsulated in NDC nanoboxes are prepared from the bi‐metal organic framework (Ni 3 [Co(CN) 6 ] 2 ·6H 2 O, Ni‐Co BMOF) after the selenization reaction and carbon coating. When used as an anode material for sodium‐ion batteries, the prepared anode material delivers excellent rate performance (211 and 153 mA h g −1 at ultrahigh current densities of 30 and 50 A g −1 , respectively) and good cycling performance (379.3 mA h g −1 at 0.5 A g −1 after 100 cycles). More importantly, it also exhibits superior sodium‐ion full cell (SIFC) performance when coupled with a high‐voltage Na 3 V 2 (PO 4 ) 2 O 2 F cathode recently self‐made by the authors. The fabricated SIFC gives an energy density up to 227 W h kg −1 and the capacity retention of above 97.6% even after 60 cycles at 0.4 A g −1 in a voltage range of 1.2–4.3 V at 25 °C. Moreover, the low‐temperature (from 25 to −25 °C) Na‐storage performance of the fabricated SIFC is also studied.