移动电子产品和电动汽车等领域的高速发展对锂离子电池的能量密度提出了更高的要求。然而,目前商用锂离子电池的能量密度受限于石墨负极低的比容量而发展缓慢。锂金属因具有极高的理论比容量(3860 m Ah g-1)和最低的还原电位（-3.04V vs.标准氢电极）被视为未来的“圣杯”电极。但锂金属本身存在体积变化、枝晶生长和副反应等固有问题而极大阻碍了其商业进程。在众多改进方案中,设计均匀的亲锂框架来负载锂金属是解决以上问题的有效策略之一。本论文以具有微米孔洞的三维商业碳布为基底,在其表面分别修饰了亲锂Cu O纳米簇阵列和CoSe2纳米颗粒镶嵌的氮掺杂碳纳米片阵列。结合实验验证和理论分析,系统研究了亲锂框架对锂沉积形貌和电化学性能的影响,探究其在锂金属负极的应用前景。论文主要研究内容和结果如下:1.利用简单的水热反应法在碳布上生长了均匀的亲锂Cu O纳米簇阵列,并结合熔融锂注入法制备了Li/Cu-NC@CFC复合锂金属负极。有限元仿真和实验结果显示,Li/Cu-NC@CFC可有效抑制锂枝晶的生长并缓解锂剥离/沉积期间的体积变化,从而展现出优异的循环性能。对称电池测试表明,该电极在5 m A cm-2的电流密度,1和5 m Ah cm-2的循环容量下能够分别稳定循环400 h（1000圈）和800 h（400圈）。当Li/Cu-NC@CFC复合锂金属负极与Li Fe PO4（LFP）匹配组装成全电池,测试表明,Li/Cu-NC@CFC//LFP全电池可在2 C倍率下稳定循环500圈并保持110.3 m Ah g-1的高比容量。2.结合室温溶液法、高温碳化和硒化法,在碳布表面引入了亲锂Co Se2纳米颗粒镶嵌的氮掺杂碳纳米片阵列（CoSe2-NC@CFC）。实验表明,Co Se2纳米颗粒在锂初始沉积过程中会与锂反应生成Li2Se和金属Co纳米颗粒。通过理论计算、有限元仿真和实验,发现在Co纳米颗粒、高离子电导Li2Se、氮掺杂碳纳米片及碳布框架的协同作用下,Co Se2-NC@CFC可以稳定电解质/电极界面,促进锂的均匀沉积并缓解体积变化。研究发现,Li/Co Se2-NC@CFC对称电池的过电势仅为45 m V,且可在10 m A cm-2和10 m Ah cm-2的超高电流密度和循环容量下循环1600 h（800圈）。进一步地,Li/Co Se2-NC@CFC//LFP全电池在2 C倍率下经过1000圈循环后具有109.4m Ah g-1的高比容量。本论文通过构造亲锂纳米结构对碳布进行了表面改性,研究结果对如何缓解锂金属负极体积变化以及枝晶生长具有实际意义。