具有3860 m Ah g^-1的较高理论比容量值,-3.040 V（标准氢电极）低的负电化学电势和0.53 g cm^-3较小的密度,金属锂（Li）凭借这些优势,被认为是最有希望的负极材料。然而,在实际的应用中,纯锂金属负极却往往存在着诸多的问题。例如,形成大量的树枝状锂枝晶、形成稳定性较差的固体电解质界面（SEI）层,在反复剥离/沉积过程中相对无限尺寸的变化等。其中,锂枝晶的问题非常重要,它的形成原因是锂离子在负极表面所受到的电场强度不均匀而诱导的不均匀的沉积,因此,锂枝晶的生长往往不受控制。一旦锂枝晶生长到一定程度,非常容易的会刺穿电池两极之间的隔膜,从而引起两极的连接造成短路,带来巨大的安全问题。这是迫使人们放弃使用锂金属作为锂离子电池负极的主要原因。同时,锂金属负极无法避免在剥离/沉积过程中由于相对无限尺寸的变化而引起SEI层的破坏,然而,这种SEI层重新形成时往往会需要消耗较多的电解质和锂离子,因此表现出容量和库伦效率的衰退。本论文的主要思路是以设计复合锂金属负极材料为主体研究对象,构筑三维（3D）超亲锂自支撑骨架用来预储存锂,达到以抑制锂金属负极产生锂树枝状晶体,缓和体积变化效应和能够明显的稳定SEI层的目的,从而可以很明显的提升锂金属负极的电化学稳定性。本文介绍的主要研究工作可以分为以下三个部分:（1）3D自支撑超亲锂铝（Al）基载体的制备与性能研究。通过热熔融的方法将铝与锂按照一定的质量比进行熔融,制备Li-Al合金。锂和铝形成了Li-Al合金3D骨架结构,并且锂填充在该骨架结构中。当剥离锂时可以形成Li-Al骨架。在锂的植入过程中,锂完全返回到骨架结构中。这种结构特征使得Li-Li Al复合电极在放/充电过程中相比于纯锂电极,更能显示出极好的电化学性能。尤其是Li-Li Al对称电池在1 m A cm^-2的电流下经过550次循环后,保持15 m V的极低过电位。（2）3D自支撑超亲锂石墨烯-银（GO-Ag）载体的制备与性能研究。我们设计了利用氧化石墨烯（GO）作为银纳米粒子的附着体,实现稳定的3D复合结构。该方法主要是在氧化石墨烯溶液中原位合成银纳米粒子,经过冷冻干燥后获得3D复合GO-Ag载体。后续经过融锂实验,使熔融锂均匀的热输入到GO-Ag载体中,制备复合GO-Ag-Li（GAL）电极。石墨烯骨架可以储存锂,缓解体积效应,同时提供优异的导电性。银纳米粒子的作用会显著的降低锂离子的成核势能与极化过电位。在对称电池的评估中,GAL复合电极显示出较低的过电位和长期循环的稳定性,可以在3 m A cm^-2的高电流密度下稳定的循环超过300个周期。石墨烯与银纳米粒子的协同作用,能够非常明显的促进了锂金属电极的稳定性。（3）3D自支撑超亲锂锡-碳纳米纤维（Sn-CNF）复合载体的制备与性能研究。我们利用了静电纺丝技术,制备出了具有3D结构的碳纳米纤维（CNF）负载锡（Sn）球,其中,锡球充当超亲锂基质,诱导锂的成核并降低过电位。在经过电沉积锂后制备的Sn-CNFLi在与LFP匹配全电池时,LFP/Sn-CNFLi全电池的库仑效率保持在99.4%,而LFP/Li全电池的库仑效率仅为75%。碳纳米纤维可以提供3D骨架结构为锂离子的沉积提供了充足的空间,缓和体积效应,同时提供导电性平衡电场分布降低局部电流密度,抑制锂枝晶与“死锂”的形成。