随着新能源行业的快速发展,普通的锂离子电池由于其使用的石墨负极仅仅只有372 mAh g-1的低比容量,已经无法满足社会上电动汽车等大型储备系统的需求。因此,开发比锂离子电池能量密度更高的金属二次电池受到广泛研究。锂金属由于其极高的理论比容量与较低的还原电势,被科学家们认为是最理想的电池负极材料。但是锂金属却在近30年里没有受到广泛的应用,主要是由于其安全性和稳定性都受到了巨大的挑战。在沉积/剥离的循环过程中,锂金属的不均匀沉积会导致锂枝晶的生长,刺穿膈膜造成电池短路,造成各种安全隐患。因此,通过各种方法抑制锂枝晶的生长是锂金属电池能否商业化的重要条件。本文聚焦锂金属负极的实际应用前景,总结了各种负极集流体的修饰策略,并选取了简单的方法来修饰不同基底的负极金属集流体,初步解决锂枝晶的生长与安全问题,促进锂金属负极在今后生产生活的实际应用。具体研究内容概述如下:首先在3D泡沫镍表面修饰一层少量的纳米金颗粒负载的石墨烯（rGO）层以改性其表面的亲锂性。其次,通过设计异原子共掺杂碳球材料用来改善2D铜箔的亲锂性,以增强电池的循环稳定性和安全性能。本论文取得的实验成果概述如下:（1）采用简单的溶液浸渍法,利用负载有少量纳米金颗粒的石墨烯（rGO）层对商业泡沫镍进行表面修饰,以改善其表面亲锂性,优化锂金属负极在泡沫镍集流体上的电化学沉积-剥离性能。研究结果表明:通过金纳米颗粒和rGO的协同作用,Au@rGONi-300集流体在1 mA cm-2/1 mAh cm-2的条件下,循环100圈后库伦效率仍然高达96.5%;对称电池在0.5 mA cm-2/l mAh cm-2的条件下稳定循环1000 h以上未观察到短路现象;组装的Au@rGONi-300@Li‖Celgard‖LiFePO4全电池在0.2C下经140圈充放电循环后,放电容量维持在130.5mAhg-1,在2C的倍率循环下放电容量维持在 132.8 mAh g-1。（2）设计N/P共掺杂碳球并对商业铜箔进行表面修饰,改善铜箔的表面亲锂性,探究改性铜箔作为锂金属负极集流体的实际应用可能性。研究结果表明:铜箔经N/P共掺杂碳球表面修饰后,在2 mA cm-2/1 mAh cm-2的条件下,经过180圈循环后库伦效率仍然稳定在98.7%以上,且对称电池经1800h循环后未发现明显短路现象;组装的NPC-1000@Li‖Celgard‖LiFePO4全电池经循环350圈充放电循环后,放电容量保持在75.36%以上。