目前,利用可持续能源如太阳能、风能、核能、氢能等对于缓解能源危机和环境污染具有重要意义,但其在使用过程中具有不稳定、不连续性,所以开发能源存储系统迫在眉睫。由于金属锂拥有3860 mAhg-1的高能量密度以及-3.04 V的低电化学势,因此锂金属电池被认为是最有效的能源存储系统之一,但实际应用时存在固体电解质界面（SEI）不稳定,锂枝晶生长,体积膨胀等问题。为此,研究人员提出了很多解决方法:包括构建人工SEI膜,优化电解液,设计合理的电极结构等。其中,三维集流体的构筑有巨大的潜力,它既能缓解体积膨胀又能抑制锂枝晶的生长,因此,本论文基于三聚氰胺泡沫非金属集流体展开研究,在其表面包覆亲锂材料,应用于锂金属负极,获得了优异的电化学性能。具体研究内容包括以下两方面:（1）镍修饰的三聚氰胺泡沫轻质三维集流体的制备及其性质研究。以碳化的三聚氰胺泡沫（CMF）作为三维骨架,利用化学法在骨架上修饰具有亲锂性的金属镍,制备轻质泡沫镍（Ni@CMF）,研究其作为锂金属负极的电化学性能。通常泡沫镍（NF）电极片的平均质量约为28 mg,而采用我们所发展的方法制备的Ni@CMF平均质量约为2.5 mg,质量大幅度降低,有利于提高电池的整体能量密度。相比NF,锂在Ni@CMF上沉积更加均匀。Ni@CMF的库仑效率（CE）在2 m A cm-2,1 m Ah cm-2的条件下稳定循环240圈后仍然维持在98%。循环寿命在2 m A cm-2,1 m Ah cm-2的条件下可达到4000h,展现了其优异的稳定性和循环性能。与正极磷酸铁锂（LFP）匹配的全电池在1C的条件下稳定循环200圈之后,容量保持率维持在90%。（2）碳化聚合物点修饰的三聚氰胺泡沫轻质三维集流体的制备及其性质研究。在第一个体系中,尽管Ni@CMF具有优异的电化学性能,但是亲锂材料为金属,且需要复杂的化学修饰过程,对材料的韧性影响较大。因此,本工作引入碳化聚合物点（CPDs）来替代Ni,成功制备出CPD@CMF,提升电化学性能。首先,通过水热法利用柠檬酸和乙二胺制备CPDs,再将其负载在CMF上,研究其作为锂金属负极的电化学性能。CPD@CMF的极片质量大约为1 mg左右,相比于Ni@CMF极片,质量确实进一步减少,能量密度得到提高。分析其性能提升的原因是CPDs表面有丰富的N、O的官能团,可以诱导锂均匀沉积,锂在CPD@CMF骨架中沉积要比在Ni@CMF骨架中沉积更加均匀。