现有锂离子电池技术的能量密度,难以满足电动汽车等日益增长的高容量需求,开发高比容量电极材料迫在眉睫。单质硅,具有极高的理论比容量、较低的嵌锂电位与高地壳丰度,是理想的高比容量负极候选者;但其嵌锂过程中伴随着高达300%的体积变化,会导致严重的颗粒粉化与活性层断裂等,使电池容量迅速衰减、失效。合理设计硅纳米结构,可有效容忍其体积变化;但其比表面积剧增、与电解液之间副反应增加,使电池首次库伦效率（ICE）很低。对硅进行预锂化,不仅能有效改善ICE,还可与高比容量不含锂正极材料如硫、氧气等配对;但其本征巨大体积变化、差电子导电性与高反应活性,使其循环性能很差。因此,需要合理设计并构筑高性能LixSi材料,解决上述问题,提高其循环稳定性。在含锂负极中,锂金属以最高的理论比容量与最低的电极电位,被视为负极材料的终极选择。但在液态有机电解液中,因缺乏有效集流体框架与形核媒介,锂金属面临着因不均匀沉积与枝晶生长引发的严峻安全挑战,需要进行合理的集流体设计与修饰。传统电化学沉积制备锂负极,操作繁琐、不适于规模生产,需开发简单、规模化制备工艺。另外,为有效减小安全风险,可采用不易燃的固态电解质。但陶瓷与固态聚合物电解质各有优缺点,难以同时满足高Li+电导率、机械强度与加工便捷要求;同时,普通颗粒型复合固态电解质（CPE）对性能的提升有限,需要发展可靠的三维（3D）连续支撑体结构,构筑高性能CPE。本论文主要通过合理设计微纳结构,由热熔融锂技术制备高性能含锂负极材料,并制备了高性能CPE,旨在改善高能量密度锂电池的循环稳定性,包括:（1）发展“先包覆-再热锂化”策略,制备出核壳结构锂化二氧化钛保护的LixSi纳米颗粒（NPs）负极材料,容忍其体积变化、提高其导电性与干燥空气稳定性;（2）采用低廉Si微米颗粒（MPs）与化学镀技术,延续“先包覆-再热锂化”策略,实现克级制备LixSi/Cu微米级复合物,Cu NPs充当有效的导电添加剂与体积缓冲相;（3）通过空气退火与气流辅助喷涂技术,在泡沫铜表面引入双重亲锂修饰层,诱导均匀锂沉积,由热熔融锂技术制得锂金属电极;（4）依附再生纤维素自组装网络构筑3D连续陶瓷NPs网络支撑体,再灌注聚合物溶液得到CPE,同时提高其Li+电导率与机械性能。具体研究内容如下:1.提出温和“先包覆-再热锂化”策略,制得了核壳结构LixSi-Li2O/TiyOz NPs负极材料,解决了LixSi的巨大体积变化、低导电性与差干燥空气稳定性等问题。引入的Ti O2弹性层可以容忍Si体积膨胀,热锂化后可以有效提高LixSi颗粒间导电性,抑制SEI膜在Si核表面直接形成,还可以防止环境气氛侵蚀内部LixSi。2.利用低廉Si MPs作为起始材料,实现克级制备微米级LixSi/Cu复合物负极材料,解决了LixSi的巨大体积变化与低导电性问题,并摆脱了对昂贵纳米Si的依赖。化学镀引入的充足Cu NPs不仅充当优良的电子导电剂,且均匀分散在复合物中作为高效的体积缓冲相,维持电极结构完整,保证优异的循环性能。3.提出憎锂骨架层次亲锂工程,实现对泡沫铜基体双重超亲锂修饰,制得了3D集流体基Li-Cu/Ag负极。双亲锂层尤其是致密氧化层的引入,有效降低了锂形核势垒,保证成功热注入锂;足量的Ag纳米线作为电化学过程中高效“Li+泵”,有效诱导Li+形核、均匀沉积,抑制锂枝晶生长,取得稳定循环性能。4.提出陶瓷颗粒自组装网络策略,利用再生纤维素自组装网络骨架规范陶瓷颗粒排列方式,打破了CPE难以同时取得高Li+电导率、优异机械性能和便捷制备的窘境。3D支撑体提供了连续Li+路径,优化的CPE取得了最高的Li+电导率(60°C时1.1×10-4 S cm-1);并维持整个CPE结构,取得优异机械性能。