表/界面反应主导的超级电容器作为新型储能器件的重要代表,具有使用安全、高功率密度和长循环寿命等多方面优势,吸引了研究者的密切关注和广泛研究,在未来储能领域展现出广阔的应用前景。但在实际充放电过程中,尤其是在大电流密度下,电极材料表/界面往往表现出迟缓的电子传递和离子传输动力学问题,严重阻碍了电荷的高效稳定存储。因此,开发高活性的电极材料,有效强化荷质传输的动力学行为,从而在提高比容量的同时改善倍率性能和循环稳定性具有重要意义。本文采用多种合成路线,实现了一系列的碳耦合过渡金属基复合材料的可控制备,精确调控了材料的微观形貌、电子结构、缺陷位点和配位环境等,结合多项先进的表征技术,阐明了电化学环境中电极材料的动态演变机制及本征活性位点,系统探究了原子/微纳尺度下结构特性和电化学性能之间的内在关联。具体内容如下:以碳纤维为基底,MnO2为桥联和结构导向剂,采用一步水热法,原位生长镍钴碱式碳酸盐（NiCo-CH）纳米线与镍钴锰层状氢氧化物（NiCoMn-LDH）纳米片,从而构筑了三维多孔碳基复合材料CP-M-LDH-CH。研究结果表明,MnO2的诱导和锚定作用改善了电极材料整体的反应可逆性和电化学稳定性,所形成的疏松开放的结构实现了活性位点的充分暴露和荷质传输的高效进行,致使其具有超高的库伦效率（首次可高达96%以上）和优越的倍率性能(90%@30Ag-1)。由商业化活性炭（AC）和CP-M-LDH-CH经匹配构筑的不对称超级电容器,能量密度可达59.8 Wh kg-1。以碳纤维为基底,采用恒压电沉积制备了 Co（OH）2并作为前驱体,利用反向电压诱导的可控氧化作用,制备了电化学活化的CoOOH（EA-CoOOH）,并引入了丰富缺陷和介孔。研究结果表明,这种富缺陷且多孔的结构调控了 CoOOH的氧化还原活性,促进了离子的快速传输,从而显著强化了整体的电荷存储能力。所构筑的EA-CoOOH电极可在1 V s-1的大扫速下稳定工作,当电流密度高达200 A g-1时,容量保持率可达78%。由AC和EA-CoOOH经匹配构筑的不对称超级电容器,能量密度可达65.4 Wh kg-1。这种反向电压诱导的电氧化技术适用于一系列的过渡金属基材料,在物相组成及电子结构快速调控等方面展现出一定的普适性和应用潜力。以石墨烯和碳纳米管为导电基质,通过真空抽滤制备了碳耦合的MnOOH复合膜并作为前驱体,采用低温固相磷化策略,构筑了磷修饰的Mn3O4（P-Mn3O4）耦合碳（P-Mn3O4/C）的复合膜材料。原位拉曼和同步辐射等多项检测结果表明,磷物种（P）调控了 Mn3O4的表面化学和配位环境,使得其在电化学环境中可快速转化为富含边缘位点和氧缺陷的（水钠锰矿型）MnO2（所需时间缩短了 20倍）,其作为高活性物种有效强化了电荷存储过程的动力学。所构筑的超高担载量(44.2mgcm-2)的P-Mn3O4/C复合膜,展现出超高的面积比容量(8743 mF cm-2)。该磷物种诱导快速相重构的技术策略,同样适用于NiCo基一维氧化物,具有一定的普适性。以碳纤维为基底,通过恒压电沉积制备了 MnAl-LDH并作为前驱体,结合电化学诱导的Al动态脱除和结构重铸,制备了低结晶度、富氧空位的水钠锰矿型MnO2（AK-MnO2）。软X射线吸收光谱（sXAS）和拉曼成像等多项检测结果表明,在电化学环境中Mn2+离子的不可逆氧化和K+的嵌入是诱导MnAl-LDH快速演变为AK-MnO2的关键。理论计算的结果表明,AK-MnO2表面/近表面产生的丰富氧空位,同时提升了导电性和电解液离子吸附能力。所构筑的AK-MnO2电极可在1 V s-1的大扫速下稳定工作,在1 A g-1的电流密度下,比容量高达356 Fg-1。这种电化学诱导的Al动态脱除方法,针对M2+Al-LDH（M:过渡金属元素）的动态结构调制展现出一定的普适性,而M2+的还原性是影响反应速率的决定性因素。