氧掺杂二元镍/钴钙钛矿氟化物在碱性电解液中的本征活性增强与电荷存储机制研究

研究人员针对提升水系超级电容器(ASCs)电极材料性能的挑战，创新性地开发了氧阴离子(O2?)掺杂的二元Ni/Co钙钛矿氟化物(K─NC─F/O-91)。通过系统表征证实，O掺杂显著增强了材料的电荷转移能力、导电性及反应活性位点，并首次揭示了该材料在碱性介质中从钙钛矿晶体结构向非晶态Ni─Co(氢)氧化物/羟基氧化物的体相转变储能机制，为高性能ASCs开发提供了新思路。

　　

这项研究深入探索了氧(O^2?)掺杂二元镍/钴钙钛矿氟化物(AB(F/O)₃，简称K─NC─F/O-91)的创新设计及其在水系超级电容器(aqueous supercapacitors, ASCs)中的应用奥秘。通过前沿电化学测试与物性表征技术，科研团队首次捕捉到O掺杂对材料性能的"三重增效"：如同分子级电路工程师，O原子显著提升了电荷转移速率和导电性；又似纳米建筑师，精准调控出更多高活性反应位点；最终使材料获得突破性的容量和循环稳定性表现。

更有趣的是，借助多种非原位表征技术，研究首次完整解密了K─NC─F/O-91电极材料在碱性环境中的"变形记"——从规整的钙钛矿晶体结构逐步转变为非晶态镍钴(氢)氧化物/羟基氧化物(hydroxyl oxide)的储能魔术。这种独特的体相转变(bulk phase transformation)机制，犹如材料的"第二生命"，为理解钙钛矿氟化物储能本质提供了全新视角。

该研究不仅建立了阴离子掺杂与ABF₃正极材料性能的构效关系(structure-activity relationship)，其揭示的"晶体-非晶转变"储能路径更为设计下一代高性能ASCs电极材料点亮了指路明灯。这项突破性工作为钙钛矿氟化物电极材料的深度开发提供了全新方法论，也将推动水系储能器件向更高能量密度和更长循环寿命迈进。