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Ultralong Layered NaCrO2 Nanowires: A Competitive Wide-Temperature-Operating Cathode for Extraordinary High-Rate Sodium-Ion Batteries
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2019-01-04 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsami.8b20149 Longwei Liang 1 , Xuan Sun 1 , Dienguila Kionga Denis 1 , Jinyang Zhang 1 , Linrui Hou 1 , Yang Liu 1 , Changzhou Yuan 1
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2019-01-04 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsami.8b20149 Longwei Liang 1 , Xuan Sun 1 , Dienguila Kionga Denis 1 , Jinyang Zhang 1 , Linrui Hou 1 , Yang Liu 1 , Changzhou Yuan 1
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The development of high-rate cathodes particularly with remarkable wide-temperature-tolerance sodium-storage capability plays a significant role in commercial applications of sodium-ion batteries (SIBs). Herein, we devise a scaled-up electrospinning avenue to fabricate nanocrystal-constructed ultralong layered NaCrO2 nanowires (NWs) toward SIBs as a wide-temperature-operating cathode. The resultant one-dimensional (1D) NaCrO2 nanoarchitecture is endowed with orientated and shortened electronic/ionic transport and remarkable structural tolerance to stress change over sodiation–desodiation processes. Benefiting from these structural superiorities, the NaCrO2 NWs are featured with prominent Na+-storage behaviors in the wide-operating-temperature range from −15 to 55 °C. Promisingly, the NaCrO2 NWs exhibit extraordinary high-rate capacities of ∼108.8 and ∼87.2 mAh g–1 at 10 and 50 C rates at 25 °C, and even 94.6 (55 °C) and ∼60.1 (−15 °C) mAh g–1 at 10 C, along with outstanding cyclic stabilities with capacity retentions of ∼80.6% (−15 °C), 88.4% (25 °C), and ∼86.9% (55 °C). The overall performance of our NaCrO2 is superior to other reported NaCrO2-based cathodes, even with conductive nanocarbon coating. Encouragingly, a competitive energy density of ∼161 Wh kg–1 can be obtained by the NaCrO2 NWs-based full cell. Therefore, our NaCrO2 NWs can be highly anticipated as advanced cathode for commercial wide-temperature-tolerance SIBs.
中文翻译：
超长层NaCrO 2纳米线：适用于非常规高速率钠离子电池的具有竞争力的宽温度工作阴极
高速阴极的开发，特别是具有宽广的耐高温钠存储能力，在钠离子电池（SIB）的商业应用中起着重要作用。在这里，我们设计了一个放大的静电纺丝途径，以纳米晶构造的超长层状NaCrO 2纳米线（NWs ）朝着作为宽温度工作阴极的SIBs方向发展。所产生的一维（1D）NaCrO 2纳米结构具有定向和缩短的电子/离子传输能力，并且具有显着的结构耐受性，可抵抗在脱盐-脱硫过程中发生的应力变化。受益于这些结构优势，NaCrO 2 NW具有突出的Na +在-15至55°C的宽工作温度范围内具有良好的存储性能。很有希望的是，NaCrO 2 NW在25°C时在10和50 C速率下表现出非常高的容量，分别为〜108.8和〜87.2 mAh g –1，甚至94.6（55°C）和〜60.1（−15°C） mAh g –1在10 C时，具有出色的循环稳定性，容量保持率分别为〜80.6％（−15°C），88.4％（25°C）和〜86.9％（55°C）。即使使用导电纳米碳涂层，我们的NaCrO 2的整体性能也优于其他报道的基于NaCrO 2的阴极。令人鼓舞的是，基于NaCrO 2 NWs的全电池可获得约161 Wh kg –1的竞争能量密度。因此，我们的NaCrO 2 NW可以作为商业宽容SIB的高级阴极而被高度期待。
更新日期：2019-01-04
中文翻译：
超长层NaCrO 2纳米线：适用于非常规高速率钠离子电池的具有竞争力的宽温度工作阴极
高速阴极的开发，特别是具有宽广的耐高温钠存储能力，在钠离子电池（SIB）的商业应用中起着重要作用。在这里，我们设计了一个放大的静电纺丝途径，以纳米晶构造的超长层状NaCrO 2纳米线（NWs ）朝着作为宽温度工作阴极的SIBs方向发展。所产生的一维（1D）NaCrO 2纳米结构具有定向和缩短的电子/离子传输能力，并且具有显着的结构耐受性，可抵抗在脱盐-脱硫过程中发生的应力变化。受益于这些结构优势，NaCrO 2 NW具有突出的Na +在-15至55°C的宽工作温度范围内具有良好的存储性能。很有希望的是，NaCrO 2 NW在25°C时在10和50 C速率下表现出非常高的容量，分别为〜108.8和〜87.2 mAh g –1，甚至94.6（55°C）和〜60.1（−15°C） mAh g –1在10 C时，具有出色的循环稳定性，容量保持率分别为〜80.6％（−15°C），88.4％（25°C）和〜86.9％（55°C）。即使使用导电纳米碳涂层，我们的NaCrO 2的整体性能也优于其他报道的基于NaCrO 2的阴极。令人鼓舞的是，基于NaCrO 2 NWs的全电池可获得约161 Wh kg –1的竞争能量密度。因此，我们的NaCrO 2 NW可以作为商业宽容SIB的高级阴极而被高度期待。
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