锂金属电池因为其极高的能量密度而受到广泛的关注。就其负极材料锂金属而言,由于锂的不均匀沉积会产生锂枝晶引起短路,导致电池循环性能差及安全性问题。就锂金属电池中的锂硫电池而言,硫正极无需催化即可反应,是最有希望实现商业化的一类锂金属电池;但却存在着硫单质及放电产物不导电、体积变化和多硫化物穿梭效应等问题。本论文针对上述问题,进行了相应的研究工作,具体如下:1.利用天然木头的三维骨架结构,将银纳米粒子负载在碳化的三维木头孔道上,然后在其中电化学沉积足量的金属锂,成功地设计了一种在长时间电池循环过程中不产生锂枝晶的复合金属锂负极。该复合负极利用了天然木头材料所保留的结构完整且排列整齐的孔道作为骨架,有着足够的空间供锂沉积,这可以大大减小循环过程中锂负极的体积的变化。同时,银纳米粒子则由于其亲锂性而作为诱导锂沉积的种子,可以帮助锂在碳骨架的孔道之中均匀的沉积,从而避免锂枝晶的形成。半电池测试及全电池测试结果表明,负载银的复合锂负极电池循环性能最好也最稳定。其在半电池中,在电流密度为1 mA cm^-2及3 mA cm^-2下能分别稳定运行450 h和300 h以上。同时其磷酸铁锂全电池能稳定循环400 h以上。这些结果证明了银纳米粒子能有效促进锂的沉积/剥离过程,减少副反应的发生,且这种以生物质碳质木头为基体的复合结构可以很好的作为锂金属的载体,实现锂金属负极的保护。2.利用木棉纤维的中空结构,探索性地制备了一种掺氮（N-KF-S）和未掺杂氮（C-KF-S）的高负载量自支撑锂硫正极,这种中空结构可以实现硫的高负载,同时还可以避免硫正极循环时发生体积变化;掺氮之后,杂原子氮与放电产物多硫化物的相互作用可以抑制穿梭效应。通过TG分析,N-KF-S的载硫量为83.81%,C-KF-S的载硫量为78.61%。进一步的电化学测试表明掺氮的N-KF-S的电化学性能要优于未掺杂的C-KF-S。