随着科学技术的不断进步,人们对未来锂电提出了更高的要求,尤其是更高的比容量密度与安全性的要求。在现有正极材料比容量逐渐接近其理论极限值的情况下,开发具有超高比容量密度的负极材料是进一步提高电池比容量密度最为有效的方法之一。其中,锂金属负极(3860 mAh g^-1)与硅负极(4200 mAh g^-1)被人们寄予厚望。然而,这两种负极材料在充放电过程中均存在严重的循环体积效应,巨大的体积变化不仅会影响电池的比容量,还会带来一定的安全隐患。循环体积效应的存在极大地限制了锂金属负极与硅负极的应用,是未来锂电发展道路上必须要解决的问题。因此,本论文分别针对锂金属负极与硅负极进行了复合结构设计,以起到有效缓解二者的循环体积效应,达到比容量与安全性兼顾的效果。为了有效缓解锂金属的循环体积效应,本文提出了一种工艺简单、可大规模化制备具有3D骨架的复合锂金属负极的方法。通过高温处理静电纺丝所得的碳纤维结构,使得普通碳基体转化为具有良好Li亲和力的表面石墨化碳支架,将该支架浸入熔融锂中,可利用骨架微纳孔洞的毛细作用将熔融锂吸附进3D碳骨架内部,从而获得具有3D骨架的复合锂金属负极。3D碳骨架的存在极大地增加了负极的活化比表面积,形核位置大大增加,同时电极的有效电流密度降低,有利于锂离子进行均匀沉积,使得锂金属负极的循环体积效应可以得到有效缓解。因此,相较于裸锂负极,3D复合锂金属负极拥有更加稳定的锂离子沉积-溶解行为,更低的形核势垒,更高的离子迁移效率,从而拥有更高的循环比容量与更好的倍率性能。为了有效缓解硅负极的循环体积效应,本文提出了一种兼具三明治结构与柔性结构优点的复合结构设计。利用磁控溅射技术在隔膜上依次溅射氮化磷酸锂（lithium phosphorus oxynitride,LiPON）、Si、Cu薄膜,获得具有三明治复合结构的柔性硅负极材料。在LiPON薄膜的保护下,复合结构负极具有更加稳定的SEI膜,同时借助隔膜柔性衬底的弹性形变,复合结构的硅负极能有效避免应力集中的问题,即便经过1000次循环,电极形貌依然可以保持完整、稳定。在LiPON薄膜与柔性隔膜的协同作用下,硅负极的循环体积效应可以得到有效缓解,电池也表现出较高的可逆容量,优异的循环稳定性和良好的倍率性能。