近期，我校耿洪波教授团队在国际权威学术期刊《Angewandte Chemie International Edition》（《德国应用化学》，Angew）上连续发表两篇高水平研究论文。

曹亮博士（第一作者）和耿洪波教授（通讯作者）发表题为“Synergistic Engineering of Bulk Integrity and Interfacial Reversibility via a Hierarchical Triphase Matrix for Stable Na Metal Batteries”的研究论文。

近年来，全球能源结构转型加速，环境污染问题日益严峻，开发新型高比能、长寿命钠金属电池储能技术已成为研究热点。然而，钠金属负极在实际应用过程中仍面临诸多挑战：（Ⅰ）界面高反应性：活泼的金属钠易与电解质（无机/有机）发生副反应，形成脆弱且不均匀的固体电解质界面（SEI）膜；（Ⅱ）枝晶不可控生长：钠金属界面的异质性会引起电场和Na⁺浓度的不均匀分布，进而显著加速枝晶的生长；（Ⅲ）剧烈的体积波动：在充放电循环中，钠金属剧烈的体积膨胀会导致“死钠”的产生和明显的容量衰减。上述问题严重阻碍了钠金属电池的商业化进程。

基于此，本研究聚焦钠金属负极结构设计，创新性地将新型二维Bi₂O₂S纳米片融入熔融钠金属中，成功构筑三相（Na₃Bi/Na₂S/Na₂O）复合负极。该策略不仅有效增强了钠金属负极的体相机械强度，同时也显著提高了钠金属负极表界面结构的稳定性，从而实现钠金属负极循环寿命的大幅度提升。结合跨尺度、多维度的原位表征分析，系统揭示了三相复合负极的Na⁺沉积扩散行为及反应机理。层级高亲钠性Na₃Bi骨架承受材料剧烈的体积膨胀，提高循环过程结构稳定性的同时降低反应能垒。同时，均匀分布的Na₂S相加速Na⁺扩散，调节负极表面的离子通量和电场分布，助力形成致密的Na⁺沉积层。此外，具有优良电绝缘性的Na₂O组分抑制自发的法拉第副反应，避免“死钠”的形成。电化学测试表明，制备的三相复合负极在0.5 mA/cm²电流密度下可实现长达1300小时的稳定循环。进一步组装的BOS-Na||NVP全电池，在5 A/g的高电流密度下仍保持超过2000圈的长循环寿命。本研究提出的材料设计策略，为高比能碱金属电池的开发与性能优化提供了重要的理论依据和技术借鉴。

文章链接：Angew. Chem. Int. Ed. 2026, e7470811, doi.org/10.1002/anie.7470811

耿洪波教授（通讯作者）发表题为“Phosphorus-Induced Charge Redistribution and Lattice Self-Regulation in Cu₃PSe₄ Enables Low N/P Ratio and Durable Zn-I₂ Batteries”的研究论文。

锌碘电池因成本低廉、安全性高、能量密度可观，成为下一代储能电池体系的热门研究方向。然而，传统锌碘电池采用锌金属负极，普遍存在枝晶不可控生长、负极腐蚀、多碘化物穿梭副反应等问题，严重阻碍了其实际应用；开发无锌金属的摇椅式锌碘电池可从根源解决这些问题，但现有嵌入型宿主负极普遍存在锌离子扩散动力学缓慢、容量偏低的瓶颈，开发高性能宿主负极是推动实用化长寿命锌碘电池的核心挑战。

基于此，本团队聚焦锌碘电池高性能宿主负极材料设计，提出了磷诱导电荷重分布与晶格自调节的改性策略，开发出新型Cu₃PSe₄基宿主负极，实现了低N/P比、大电流测试条件下锌离子在负极内部的快速可逆存储。该材料通过简单高温固相法合成，在首次循环过程中原位分解为非晶磷均匀分散的Cu₂Se复合结构；磷重构了Cu₂Se的电荷分布与晶格构型，弱化了锌离子与晶格间的静电相互作用，使锌离子嵌入过程中发生可逆晶格膨胀（传统Cu₂Se为晶格收缩），大幅降低了锌离子的扩散能垒，同时缓冲反应过程中的体积变化。电化学测试表明，制备的改性负极在0.1 A/g电流密度下比容量达到346.4 mAh/g，是纯Cu₂Se负极容量的2.2倍；在20 A/g的高电流密度下仍可保持150.5 mAh/g，倍率性能远优于纯Cu₂Se负极；在10 A/g下循环2400次后容量保持率可达86.4%。组装的Cu₃PSe₄||I₂全电池，实现了30000次的超长稳定循环。该工作为低成本、可规模化生产的高性能无锌锌碘电池负极提供了全新的设计思路，为开发高安全、长寿命的实用化水系锌基储能电池提供了重要参考，有望推动锌基储能电池的商业化应用进程。

文章链接：Angew. Chem. Int. Ed. 2026, 65, e23544, doi.org/10.1002/anie.202523544。