锂金属电池因其高能量密度,被认为是下一代最具潜力的电化学储能器件之一。但长期以来,严重的安全问题和差的循环稳定性阻碍着锂金属电池的实际应用。采用固态电解质替代液态电解质可提高锂金属电池的安全性和循环寿命。然而,现有的固态电解质存在离子电导率低和电解质与电极之间的界面接触差等缺点。作为一种新型的离子导体,金属-有机框架材料（MOFs）由于其多孔性和孔道可调性等优势在制备高性能固态电解质方面具有极大的潜力。本论文利用MOFs的有机配体和金属团簇的可设计性对MOFs孔道化学环境和表界面化学特性进行调控,以实现离子在MOFs中的高效传导,并系统地探究其影响锂金属电池性能的机制。第一,通过选用不同的有机配体,制备了三种晶体结构相同但含不同密度的导离子功能基团（-CO2H）的MOFs,理论模拟计算和试验结果相结合证明导离子功能基团有利于离子在MOFs中的传导,-CO2H密度越高,MOF的离子电导率越高。同时,将含高密度导离子功能基团的MOF制备成固态电解质,其具备高的室温离子电导率、宽的电化学窗口、稳定的锂沉积/剥离以及低电极/电解质界面阻抗。该固态电解质组装的固态锂金属电池,可在-20℃至60℃的宽工作温度下实现良好的循环稳定性。第二,利用MOF的开放金属位点,通过配位不同的路易斯碱分子来调控锂离子在晶体内部和晶体表界面的传输,并通过将化学修饰后的MOFs用作固态电解质来分析分子水平的精细调控对离子传输的影响。其中,用长链路易斯碱分子化学修饰的MOF具有最高的离子电导率、可实现单离子传导、抑制锂枝晶生长并有效减小界面阻抗。长链路易斯碱分子化学修饰后,其组装的固态锂金属电池可将5 C倍率下的电池比容量提高47%,并实现5 C下700圈的长循环寿命,单圈衰减率低至0.02%。