中空球状富氧空位B位有序双钙钛矿在先进超级电容器中的应用研究

来自国际团队的研究人员针对提升超级电容器性能的结构挑战，开发了一种中空球状双钙钛矿（HSDP）材料。该材料通过B位多元素调控、高氧空位浓度和独特球形结构，实现了10倍比表面积提升和805 F g?1的高比容量，其不对称超级电容器能量密度达38 Wh kg?1，容量保持率88%，为高性能储能器件设计提供新策略。

　　

钙钛矿氧化物（Perovskite oxides）因其高离子电导率、大比表面积和优异离子扩散特性，在超级电容器（SC）应用中展现出巨大潜力。特别是镧系双钙钛矿材料（Double Perovskites），具备高电荷存储容量和卓越的氧化还原能力。然而，如何在保持结构稳定性的前提下进一步提升电化学性能仍是挑战。

本研究提出了一种中空球状双钙钛矿（HSDP）结构，其设计基于三大策略：（1）在双钙钛矿B位（B′和B″）引入多种活性元素；（2）构建高浓度氧空位以最大化阴离子插层能力；（3）利用中空球形结构在离子嵌入过程中维持结构完整性。制备的HSDP材料比表面积达到原始双钙钛矿（DP）的10倍。作为超级电容器电极材料时，HSDP在0.5 A g^?1电流密度下展现出805 F g^?1的高比容量。与活性炭电极组装的非对称超级电容器，在750 W kg^?1功率密度下实现了38 Wh kg^?1的能量密度，且容量保持率高达88%。研究还深入探讨了具有丰富氧空位的单相HSDP形成机制及其阴离子插层反应机理。

（作者声明无利益冲突）