三氧化钨（WO3）因其功耗低、光学对比度高和光学记忆效应明显等优点,被认为是最具应用前景的无机阴极电致变色材料。然而,WO3活性界面的结构转变特征与电致变色失效机制尚不明确,仍遭受性能退化和结构腐蚀,限制其在电致变色器件的应用。本文采用水热、电子束蒸发制备WO3纳米线及薄膜,引入原位电化学透射电子显微镜和电化学石英晶体微天平（EQCM）技术,研究其活性界面上的结构转变特征与电致变色失效机制。采用干法预锂化将锂离子预引至WO3活性界面,并研究其作用机理。本文研究内容如下:1.WO3活性界面上的结构转变机制研究。采用水热法制备WO3纳米线,组装一个原位电化学TEM微电池。通过原位电化学TEM研究WO3锂化过程中的实时相变、形貌演化、反应动力学和微观机理。当施加-2.0 V的电压时,WO3纳米线发生锂化反应,形成锂化层,并造成其在ab面膨胀24.7%。锂离子沿ab面（径向）和c轴（纵向）方向的迁移具有各向异性。更为重要的是,我们首次在实验上直接证实h-WO3向Li2WO4的不可逆结构转变。一般来说,WO3在电压的作用下转变为可逆的LixWO3,而深度锂化过程中WO3/Li+电解质界面上离子迁移特性发生突变,这说明WO3活性界面的特性主要取决于稳定的Li2WO4相和亚稳态的LixWO3相及它们之间的结构转变。2.WO3薄膜电致变色性能失效机制研究。通过电子束蒸发技术将WO3薄膜沉积在Au覆盖的石英晶体,构建开放式三电极体系,引入EQCM技术分析薄膜的实时质量变化。结果表明Li+,Cl O4-和C4H6O3等三种质量载体参与到薄膜的电荷转移过程,建立薄膜/电解质界面上的质量载体迁移机制。质量载体的嵌入/脱嵌主要取决于外加电压和扫描速率的大小。不可逆界面电化学反应和网络结构坍塌共同导致薄膜电致变色性能的衰退。3.界面预锂化对WO3薄膜及电致变色器件的性能影响机制研究。采用干法预锂化对WO3薄膜进行界面改性。预锂化之后,薄膜初始态从透明变为浅蓝色,633nm处的透过率从77.8%降低到27.6%。计时电流法表明,嵌入的锂由47.8%“活锂”和52.2%“死锂”组成。一方面,“活锂”的活化作用可以增加薄膜表面积,促进离子的迁移,提升薄膜电化学循环稳定性和电荷密度。另一方面,“死锂”起到晶种的作用,加快锂离子的不可逆积累,形成死锂区,导致电致变色性能退化。