锂金属负极具有最低电位（-3.04 V vs.SHE）和高比容量(3860 m Ah g-1或2061 Wh cm-3)而备受关注。然而,不均匀且无限体积变化的锂沉积会导致固态电解质界面（SEI）的稳定性降低,甚至破裂,破裂处会重新形成SEI,消耗活性锂金属和电解质,降低锂循环的可逆性。而且破裂处的顶端有电流聚集优势,诱发锂枝晶的生长,带来短路的安全隐患。此外,锂枝晶还会断裂,形成“死”锂,表面附带“死”SEI,如此恶性循环,活性锂金属和电解质耗尽,最终导致电池失效。在众多改性策略中,基体的改性被认为是调控锂沉积/溶解行为的基础。因此,设计能够诱导均匀锂沉积/溶解且限制体积变化的基体成为当前研究的重点。本论文针对锂金属负极表面的电化学行为开展研究,通过对负极常用的Cu基体进行改性研究,构建“亲”锂的改性Cu基体来抑制锂枝晶。通过对Cu基体的表面改性进行优化,研究锂沉积行为和SEI成膜之间的关系,分析基体表面电化学行为对SEI的影响机理。设计三维改性Cu基体来诱导锂沉积呈横向生长,限制体积变化。以氨水为配位剂,在恒温水浴的条件下制备CuO修饰层改性Cu基体。研究发现,微纳结构CuO片层之间能够有效抑制锂枝晶,实现均匀的锂沉积,且较大CuO片层具有更多的储锂空间。通过优化氨水的浓度,在优选的Cu泡沫上构建微纳结构CuO片层,不仅降低负极的有效电流密度,还能解决无限体积变化的问题。采用密度泛函理论计算来分析锂原子分别与CuO、Cu的吸附能,发现CuO与锂原子的吸附性更强。而且CuO的“亲”锂优势（CuO与锂原子的强吸附性、CuO与锂金属的界面反应）能够降低锂成核过电势,并诱导均匀的锂沉积/溶解。以1 m A cm-2/1 m Ah cm-2的电流-容量条件下,半电池可以稳定循环450圈,库伦效率可达98.5%。该CuO修饰层改性Cu基体与高镍Li Ni0.8Co0.1Mn0.1O2（NCM）正极匹配成全电池,以1 C倍率（～200 m A/g）循环200次的容量保持率为72.3%。然而,锂金属与CuO长期的界面反应也降低了SEI的稳定性。采用置换镀的方法制备Ag纳米层改性Cu基体。以Ag NO3和乙二胺的水溶液作为镀液,并引入添加剂-香草醛来优化镀Ag的形貌。采用密度泛函理论计算来分析香草醛分别与Ag原子、Cu原子的吸附能,发现香草醛与Ag原子的吸附性更强。通过Tafel曲线证明了香草醛增大Ag+在Ag上继续沉积的极化,促使Ag+转向Cu表面沉积,形成均匀/致密的Ag纳米层。均匀的Ag纳米层利于连续的Li/Ag合金化过程,不仅有效抑制锂枝晶,还促进了无缝隙的锂沉积,避免过多SEI的生成,进而避免活性锂金属和电解质的过度消耗,提高了锂循环的可逆性。通过XPS和电化学表征发现,Li/Ag合金化过程发生在SEI成膜之后,且对SEI的成膜过程不产生干扰,间接的稳定了SEI。该Ag纳米层改性Cu基体与锂箔匹配的半电池以1 m A cm-2/1 m Ah cm-2循环180次的平均库伦效率为99.26%,与NCM正极匹配的全电池以1 C倍率（～200 m A/g）循环200次的容量保持率为80.6%。该策略可拓展至Li/Zn、Li/Mg、Li/Sn、Li/Sb合金基体的研究,适合大规模生产。结合上述置换镀Ag最佳工艺和3D打印技术制备Ag纳米层改性3D打印Cu基体。通过COMSOL模拟验证3D方形骨架具有横向电流聚集优势,利于锂沉积呈横向生长,抑制纵向体积变化。采用3D打印技术构建了具有方形骨架的3D打印Cu基体,并优化骨架/孔的疏密程度。然后采用上述最佳置换镀Ag工艺在3D打印Cu基体上构建Ag纳米层。3D结构降低了有效电流密度,横向锂沉积释放了纵向体积变化。表面的Ag纳米层能呈现连续的锂沉积形貌,避免过多SEI的形成,提高锂金属负极的循环可逆性。该Ag纳米层改性3D打印Cu基体与锂箔匹配的半电池以1 m A cm-2/1 m Ah cm-2稳定循环300次的平均库伦效率99.61%,与NCM正极匹配的全电池以1 C倍率（～200 m A/g）循环200次和500次的容量保持率分别为91.7%和77.8%。基于以上研究发现,微纳结构CuO片层改性Cu基体的“亲”锂优势能够实现均匀的锂沉积/溶解,助力锂金属负极实现稳定长循环。然而,CuO的界面反应也降低了SEI的稳定性,且现有电解质体系离子导电率低,内部的泡沫空间利用不够充分,导致体积能量密度受限制。Ag纳米层改性Cu基体的连续的Li/Ag合金化过程则间接的稳定了SEI,提高了锂循环的可逆性。此外,Ag纳米层改性3D Cu基体诱导锂沉积呈横向生长,限制体积纵向变化的同时,提高了3D空间的利用率,利于提高体积能量密度,进一步提高锂金属负极的综合性能。