基于碳的结构体由于其低密度、高内在导电性、化学稳定性和形态多样性，已成为现代电化学技术的核心[1,2]。这些基本特性可以通过多种方式进行高度调节。在各种材料设计策略中，异原子掺杂已成为一种可行的方法，通过引入电活性功能来提升碳电极的电化学性能，从而实现快速、可逆的电荷存储，超越传统的双电层机制[3,4]。用非金属元素（如氮（N）、硼（B）、硫（S）或磷（P）掺杂碳可以显著改变表面化学和电子结构，生成离子吸附和法拉第电荷存储的活性位点[5,6]。特别是氮掺杂已被广泛研究：基面上的氮原子作为n型半导体特性，降低了带隙并提高了导电性[7,8]；而边缘定位的氮（例如吡咯基、吡啶基）在电极-电解质界面上促进了额外的法拉第反应[9,11]，尤其是在酸性介质中[10,11]。有报道称氮掺杂还促进了极性位点的形成，提高了润湿性[12]。同时，当硼掺入碳基面时，会引入p型半导体特性，形成电子亏损位点，并使费米能级向导带移动[13]，从而提高导电性[14,15]。此外，硼在边缘位点暴露于电解质时倾向于形成含氧表面官能团，这些官能团具有氧化还原活性[16,17]。
同时将富电子（氮）和缺电子（硼）的异原子掺入碳结构中，可能有助于提升电化学性能。氮和硼的拮抗电子特性可以协同作用，扭曲π电子系统，生成更丰富的表面态，并进一步极化表面，从而共同提高电荷转移动力学和电解质的润湿性。然而，掺杂异原子的电极通常具有较差的长期稳定性，这对于需要长时间循环或持续电压保持的应用（如电网频率调节、再生制动系统或电催化过程）是一个关键的限制[18]。
缩合单宁——从木材树皮中提取的多酚类物质[19,20]——具有高碳产率、内在芳香性、丰富的表面功能性和高反应性，经过热解后可以形成可调孔隙率的玻璃状碳网络[19,21]，已被研究作为能量存储和电催化过程的替代电极[19,21,22]。通过基于氨的处理，利用了单宁中多酚羟基与氮结合的反应性[11,23]。含有吡咯醇或儿茶酚型B环的缩合单宁在氧化条件下发生胺化反应，形成的C-N键在碳化过程中仍然保持稳定[23,24]。然而，这些方法目前仅限于单一异原子掺杂，而双重异原子共掺杂的协同效应（尤其是同时引入富电子（氮）和缺电子（硼）物种的组合）尚未得到探索。
与表面化学设计同样重要的是电解质的行为，它通过其物理化学性质（包括pH值和离子大小）决定电化学性能[25]。水性电解质由于具有高离子导电性和适合的设备制造成本，特别适用于电化学电容器应用，但其工作电压受到热力学水分解极限（1.23 V）的限制[25]。在酸性H?SO?（pH约0）中，负电极处的高 proton活性有利于氢气的释放，限制了实际操作电压低于1.23 V。为克服这一限制，pH中性的硫酸盐基电解质（如Na?SO?、Li?SO?）已成为一种有吸引力的替代品，可以将操作电压范围扩展到1.6 V[26]，从而提高能量密度。尽管如此，碳电极的长期老化过程仍不明确，尤其是对于掺杂了异原子的碳材料，其表面功能在与酸性和中性介质的相互作用上可能存在差异。
因此，我们利用单宁作为绿色碳前驱体，旨在通过简单且可扩展的三步合成方法（与硼酸铵盐的球磨、碳化和CO?活化）同时引入氮和硼功能：（i）从单一前驱体中同时引入氮和硼，避免多步骤处理；（ii）合成过程简单且可扩展，能够实现克级别的生产；（iii）在热处理过程中原位形成B-O-C和N-C键合。结合双电层电容贡献和氮、硼表面掺杂带来的法拉第贡献，可以在保持长期操作稳定性的同时提高整体能量密度。
重要的是，本研究不仅考察了标准条件下的电化学性能，还研究了在酸性介质（1 M H?SO?）和中性介质（1 M Na?SO?）中持续电压保持下的电极稳定性。结果揭示了电压依赖性和电解质依赖性的老化机制，为设计在高电压保持下具有优异稳定性的高性能碳基材料提供了有价值的见解。
