受电极材料本身理论容量的限制,当前市场上常用的锂离子电池在面对新能源汽车对高能量密度储能设备的需求时显露不足。开发新型电极材料以提升电池能量密度成为了当前锂离子电池行业的研究重点。金属锂具有极高的理论比容量(3860mAh g^-1),最低的标准电势（-3.045 V vs.标准氢电极）,被认为是发展高能量密度电池极具潜力的负极材料。然而,金属锂与电解液之间不可控的副反应以及电化学循环过程中的锂枝晶生长则使得锂金属负极在使用过程中面临稳定性差及安全性差的问题。基于此,本文分别针对锂负极表面及结构开展了改性研究。具体内容如下:在对锂负极表面进行改性的研究中,我们采用的方法是向常规碳酸酯电解液中引入MgCl₂作为添加剂。MgCl₂在锂负极表面被还原,且还原产物金属态镁以及无机物LiCl参与了锂负极表面膜的构建。金属态镁以及无机物LiCl的存在可以有效地减少表面副反应,降低界面电阻,促进锂离子扩散,并提升锂的沉积均匀度。电化学测试表明,该表面改性使得锂铜不对称电池中锂的可逆利用率提高了10%,锂对称电池的极化电压得到有效的抑制。另外,该表面改性也能够成功应用于Li/Li₄Ti₅O₁₂,Li/LiFePO₄全电池体系中。在对锂负极结构进行改性的研究中,我们采用的方法是向熔融金属锂中填充具有“亲锂”性的锌纳米颗粒以制备锂-锌复合负极。通过筛选锌颗粒的填充量,确定了锂/锌质量比为1/0.3是最优填充条件。在此填充条件下,锂枝晶生长被抑制,复合负极的循环稳定性及倍率性能都得到了显著的提升。在对不同放电深度下的复合负极结构及物相鉴定的过程中,我们发现锌在复合负极中是以具有微米棒形貌的锂锌合金的形式存在。在锂溶解的过程中单独存在的金属锂优先溶解,而锂锌微米棒在复合负极中保持稳定。我们推测锌颗粒的引入提升负极稳定性的作用机制可能基于以下几点:成核难度降低,利于均匀成核;成核位点增多,利于锂流及电流的分散;合金棒堆垛提供的骨架结构有助于抑制充放电过程中巨大的体积膨胀。