绿色低碳能源的深度推广将进一步带动人们对低成本高能量密度电化学能源存储器件的巨大需求。发展转化型正极材料有望打破资源壁垒、大幅降低电池成本、突破电池能量密度迭代瓶颈，是近年来科学家广泛关注的热点研究领域，有着巨大的发展前景。但是，长期的研究结果表明，转化型正极电极反应过程中所面临的体积膨胀收缩、结构和界面稳定性、反应可逆性等复杂问题严重影响着电池性能，制约了转化型正极的实际应用。如何解决转化型正极面临的复杂科学问题一直困扰着科学家。

近日，中国科学院化学研究所李玉良院士团队和文锐研究员团队开展合作研究，充分利用二维石墨炔碳材料在材料制备、材料结构和材料性质方面的特殊优势，成功设计了一种石墨炔层层限域的硫化铜中空多级结构 （图1），获得了丰富的石墨炔新型异质结杂化界面（图2），实现了高性能的低应变硫化铜正极材料。

研究结果表明，该层层限域的石墨炔界面保护结构可高效利用石墨炔的平面间原子级选择性输运、电子离子混合传输和二维优异力学稳定性等优点，成功避免脱嵌锂转化反应引起的电极结构和界面的坍塌、抑制硫化铜活性物质的溶解穿梭、稳定电子与离子传输通道。石墨炔的新型异质结杂化界面显著改善相转变反应活性和可逆性，有益于提升电池的快速充放电性能和长循环稳定性能。具有该结构的硫化铜正极在1C电流密度下稳定循环3000圈无容量衰减，电池库伦效率接近100%（图3），显示出巨大的发展前景。

本研究成果为克服多种富有前景的转化型正极材料的复杂科学问题提出了指导性策略。