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高容量储能器件在便携式电子设备和电动汽车等领域有着巨大的市场需求。在锂电池材料体系中,锂金属拥有高的理论比容量(3860 m Ah g-1)和最低还原电势（-3.04 V vs.标准氢电极SHE）,是最理想的高比能锂电池负极材料。然而,在充放电循环中,不均匀的沉积-剥离行为而产生的锂枝晶和死锂会导致电池短路产生安全隐患,电极极大的体积膨胀也会造成固态电解质层破损重组,从而不断消耗电解液和锂金属,使得电池的库伦效率下降和循环寿命减少。如何解决锂枝晶生长所带来的一系列问题是构建更稳定的锂金属负极的关键。本文设计和制备了锂化的钴酸镍纳米棒修饰的泡沫镍（LNCO/Ni）和氮化钒纳米线（VN NWs）组成的自支撑的膜来作为锂金属的骨架材料,揭示锂骨架材料均匀化锂金属沉积-剥离的机制,得到了高面容量、高库伦效率和长循环寿命的高性能锂金属负极。具体研究内容如下:（1）以高导电性的泡沫镍为主要骨架结构,在其上负载亲锂的LNCO纳米棒,构成了具有减小有效电流密度、均匀锂金属形核并能减小电极厚度变化的LNCO/Ni骨架。锂金属在LNCO/Ni上的形核过电压仅有16 m V,即使沉积量达到20 m Ah cm-2,也不会呈枝晶状生长。将LNCO/Ni封装成半电池,在电流密度为1m A cm-2且面容量为1 m Ah cm-2时,能稳定循环1000小时以上并保持98.6%的库伦效率,在更大的电流密度(5 m A cm-2)和更高的面容量(15 m Ah cm-2)下,其库伦效率也能保持97%以上。该复合负极与LiFePO4组装成的全电池,具有优异的循环和倍率性能。（2）以超长的V3O7纳米线为前驱体,氮化得到由多孔的VN NWs组成的高导电性和亲锂性的三维骨架。并通过热熔融的方式负载锂金属,形成复合电极（VNLi）。在充放电过程中,锂金属在VN上的形核过电压趋近于0 V,VN-Li复合负极经过100周循环后也没有锂枝晶产生且厚度变化小（3.3%）。将VN-Li封装成对称电池,在电流密度为0.5 m A cm-2下,能稳定循环1000小时,并且极化维持在50m V左右。即使电流密度增大到5 m A cm-2,VN-Li电极的极化也仅仅只有200 m V。VN-Li与LiFePO4封装成的全电池,在电流密度为5 C(1 C=152 m A g-1)和8 C时,其容量也保持在76和58 m Ah g-1,远高于纯Li片做负极,表现出极好的应用潜力。