随着电动汽车和消费类电子产品市场的蓬勃发展，迫切需要发展高能量密度储存器件，这引发了锂金属电池的研究热潮。锂-硫电池、锂-空气电池、高镍三元正极等锂金属电池由于具有高的能量密度越来越受到人们的关注。其中锂金属负极在循环过程中的稳定性决定全电池是否能够商业化。枝晶状锂沉积形貌和固态电解质膜(SEI)膜不稳定造成锂金属电极在循环过程中库伦效率低和死锂的产生。此外，文献报道大部分基于较厚锂金属电极进行测试，与锂金属电池的实际应用原则相悖。因此，调控锂沉积形貌、改善SEI膜和在实际条件下实现高比能量密度锂金属电池具有重要的科学和现实意义。
　　(1)针对锂金属负极在酯类电解液中沉积形貌为枝晶状的问题，采取在电解液中引入二维蛭石纳米片用于调控锂沉积的形貌。蛭石纳米片由于表面电负性可以吸附电解液中的锂离子而参与到锂离子还原过程中，与锂共沉积并诱导锂成核为片状结构。蛭石纳米片不仅使沉积表面平整，且由于其的高的杨氏模量可以抑制锂枝晶的形成。同时蛭石纳米片携带锂离子的迁移可以降低电解液的浓度梯度，提高锂离子迁移数，抑制锂枝晶的形成。Li||Li对称电池可以在酯类电解液中可以稳定循环600h，原位显微镜视频同步记录了沉积形貌的变化。
　　(2)针对锂金属负极在酯类电解液中形成的SEI不稳定的问题，探究不同的电解液添加剂对锂金属电极沉积/溶解过程库伦效率的影响。经过Li||Cu电池测试发现含磷有机物三(三甲基硅烷)磷酸酯(TTSP)作为添加剂使其稳定循环400圈。XPS测试表明TTSP参与形成的SEI膜具有高含量的Li3PO4和有机硅，其中Li3PO4具有较高的离子电导率可以增加锂离子的在SEI膜的传输从而提高沉积/溶解动力学；有机硅可以增强SEI膜的柔韧性和对锂金属的粘附性，因此维持锂金属在长循环过程中的SEI膜的稳定性。以上都可以有效的减少锂沉积/溶解过电位和电池阻抗。
　　(3)针对锂金属电极利用率低的问题，采用50μm厚锂箔作为研究对象。并在实际条件下测试锂金属全电池性能。实验结果表明TTSP的优先还原和氧化反应同时在金属锂负极和NCM811正极形成固态电解质膜，稳定电极与电解液的界面。在N/P比为2.3、正极面容量为4.5mAhcm-2、高电压为4.5V和贫液为2.8μLmAh-1条件下，得到373Whkg-1的高比能量。