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金属锂作为新一代高比能量二次电池的重要负极材料,其具有较高的理论比容量(3860 mAh g-1),和最负的电极电位（-3.04V vs.标准氢电极）。但金属锂作为负极主要存在两方面的问题:一是活泼的金属锂极易与电解液发生反应,引起金属锂和电解液的损耗,导致电池库伦效率低,电池寿命短;二是金属锂电池在循环过程锂的不均匀沉积/溶解导致锂枝晶的产生和生长,带来安全隐患。考虑到这两方面的问题,本文从修饰金属锂界面膜和电极结构两方面来对金属锂负极进行改性,达到抑制锂枝晶生长和减少金属锂与电解液反应作用,提高锂电池的库伦效率和循环寿命,主要做了以下三方面工作:（1）通过构建非原位涂层(聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PVDF-HFP）和PVDF-HFP-LLZO(Li7La3Zr2O12))作为人工SEI膜,从物理机械和离子导电率两方面来抑制锂枝晶的生长和提高金属锂的循环稳定性。两种修饰层在醚类电解液和酯类电解液中都有良好的性能,其中PVDF-HFP-LLZO修饰层的电化学性能更好,对于无锂极片Cu,Li/Cu电池0.5 mA cm-2,1 mAh cm-2条件下,空白极片可以稳定循环150圈,PVDF-HFP-LLZO修饰后稳定循环超过200圈。在对称电池中,空白锂对称电池稳定循环360 h,而修饰后的金属锂稳定循环超过500 h。复合层中的PVDF-HFP可以增强金属锂表面SEI膜的弹性,适应金属锂在沉积溶解过程中体积变化,同时防止新鲜的金属锂与电解液直接接触,减少副反应的发生,LLZO是在此基础上增加人工涂层的机械强度和Li+导电性,此方法在有锂负极和无锂负极中都有良好的性能。（2）通过氟化碳与金属锂之间自发的原位化学反应,在金属锂表面形成一层富LiF的多孔SEI膜,提高金属锂表面SEI膜的机械强度和导电性,从而抑制锂枝晶生长和提高金属锂沉积/溶解效率,从而提高金属锂电池的循环稳定性和循环寿命。对于反应条件中的时间做了详细研究,发现当金属锂与氟化碳极片反应1 h后的锂负极的电化学性能最稳定,循环寿命最长。在碳酸酯类电解液中,修饰后Li/LTO电池循环1000圈后,其容量保持率为93.3%,远高于纯锂的56.8%。在醚类电解液中,对称电池循环300次后没有明显的过电位变化。（3）通过电化学方法在金属锂负极表面电沉积一层金属镁薄膜,利用金属镁在循环过程中无枝晶产生的特点,在金属锂表面形成一层钝化膜,阻止电解液的不断侵蚀。对称电池循环500 h后,过电位维持在15 mV左右,未出现明显的极化现象,在Li/LTO半电池循环1000次后,Li-Mg/LTO电池容量保持率为85.90%,金属镁薄膜可以通过降低金属锂的活性位点来提高金属锂的稳定性,减少金属锂与电解液副反应的发生,此异质薄膜也适用于全电池,表现出优异的电化学性能。