如今广泛使用的商用锂离子电池（LIBs）受其正负极材料容量的限制,已逐渐不能满足诸如电动汽车电池,大规模储能系统等领域日益增长的能量密度需求,开发新型具有高能量密度的锂电池体系已经迫在眉睫。锂金属被认为是制造下一代高能量密度锂电池最具潜力的负极材料之一。尽管如此,受限于锂金属特殊的溶解-沉积机制与高度活泼的化学特性,锂枝晶生长、脆弱的SEI、无限的体积膨胀等问题严重阻碍了锂金属电池（LMBs）的实际应用。因此,均匀化锂沉积仍然是实现安全且实用LMBs的前提条件。虽然诸如电解液改性,人工SEI的构筑,亲锂三维宿主结构设计等措施可以在一定程度上改善锂金属的循环性能。但是锂沉积过程的潜在机理始终是基于常规法拉第过程后体相锂沉积的电荷转移。如果不在根本上改变锂的电沉积行为,则在连续的循环中还是会不可避免地有锂枝晶的形成和巨大的体积膨胀。因此,如果我们还可以提出新的调节锂沉积的基本原理,那么将有望在实现安全稳定的LMBs方面取得进一步进展。本论文从正极过渡金属离子溶出,在电解质中迁移,并在负极还原沉积这一正负极窜扰行为出发,研究了不同过渡金属基界面对锂金属循环的影响,并探究其作用机制。由此发现Mn基界面上存在特殊的欠电位锂沉积（UPD）行为,这与体相锂沉积存在竞争关系,改变了传统的锂沉积行为与形态。受此启发,构筑了基于Mn基界面的复合锂负极保护结构。具体研究内容如下:（1）利用电沉积的方法在三维Cu网表面引入Ni,Co,Mn三种过渡金属界面层,以此探究不同过渡金属界面对锂金属循环的影响。通过对锂在不同过渡金属界面的沉积形貌的观察与循环稳定性测试,并辅以各种电化学测试与计算机模拟计算,我们发现Li-Mn之间存在强相互作用,因此可在Mn基衬底上引发欠电位锂沉积,进而观察到欠电位锂沉积与体相锂沉积的竞争行为。在该竞争行为中,UPD行为倾向于在比锂沉积的Nernst电位更正的电势范围内先在衬底表面覆盖单层的锂原子,这使得随后的锂成核和沉积均匀化。将经Mn基界面修饰的三维铜网集流体与锂金属负极进行复合,并与高面容量的LiNi0.88Co0.09Al0.03O2配对形成锂金属全电池,可稳定循环350周,平均库伦效率高达99.2%。表明基于Mn基界面的欠电位锂沉积行为对改善锂金属负极的循环性能是一种有效的策略。（2）受上述实验的启发,我们设计了一种先进的锰-氧化石墨烯（Mn-GO）复合结构用于锂金属保护。该保护结构不仅能实现无枝晶的锂负极,还对锂的体积膨胀有着显著的抑制效果。同时,其不但能够在大容量和高电流密度下稳定循环,而且改善了锂金属负极在零度以下的界面反应动力学,显示了此种保护结构在低温条件下的潜在适用性。