锂离子电池作为现今最为成熟的一种储能手段,一直备受人们的关注。同时,商业化的石墨负极锂离子电池能量密度也逐渐趋于极限,研发具备更高能量密度的储能器件已成为当下的热门研究领域。锂金属电池,将金属锂作为负极的锂离子电池,有着更高的能量密度与更快的离子传输速度,成为了石墨负极锂电池最有可能的替代品。但是锂金属化学活性高,在循环过程中极易产生锂枝晶导致电池性能下降乃至引发安全问题,同时锂金属负极在循环中自身体积往往会发生巨大变化影响电池性能,这些因素也限制了其进一步的发展。二氧化锡（SnO₂）等锡基负极材料在循环过程中会与锂发生合金化反应,导致剧烈的体积变化,从集流体上脱落,造成电池容量上的衰减。目前针对锡基材料的解决策略主要有纳米化、与其他材料复合这两个方向。另一方面,在锂金属负极中构建一个稳定的导电骨架可以在很大程度上改善其问题,但是以金属或碳材料为主的集流体内部的导电骨架一般都不亲锂。基于上述因素,本工作以水浴法构建具有纳米尺寸SnO₂包覆的三维集流体,在保持三维结构的同时也能使其具备良好的锂浸润性,得到具备三维导电骨架的锂金属负极。本论文的研究工作主要涵盖了以下两个方面:首先,设计了一种能够浸润锂的超稳定碳布基电极,与纯锂电极相比,它具有更平坦的电压分布,更低的剥离/沉积过电位,在对称电池和全电池结构中都表现出更好的循环稳定性,即使在没有添加剂的碳酸盐基电解液体系中依然具有良好的循环性能。高导电性和结构稳定性的碳布不仅提供了稳定的支架来支撑锂金属来保证结构稳定,还在剥离/沉积过程中实现了锂的均匀成核和生长,有效地抑制了树枝晶的生长。这一使用预储锂设计稳定锂负极的策略为解决锂金属电池中的多方面问题提供了新的见解。然后,通过在泡沫镍表面上原位生长氧化锡壳层（SnO₂@Ni foam,SNF）,构建了两种不同结构的锂金属负极,分别是锂包覆SNF骨架和锂渗透SNF网络,并系统地比较了两种亲锂结构负极应用在电池器件中的循环稳定性及锂枝晶生长行为。在循环性能和电极尺寸稳定性方面,这两种锂负极均明显优于纯锂电极。与锂包覆SNF骨架相比,特别是在高电流密度和高剥离/沉积量的情况下,锂渗透SNF网络表现出更好的循环稳定性和更低的滞后性。在全电池中,基于锂渗透SNF网络的电池还显示出比锂包覆SNF骨架对应电池更优秀的倍率能力。本工作为锂金属负极中设计高倍率、高容量的稳定载体提供了更好的一种选择。