锂金属电极上枝晶和“死锂”的产生会导致锂金属电池短路和容量衰减，进而造成安全隐患和电池寿命骤减。研究表明，抑制锂枝晶的生长并形成稳定的 SEI 可以有效延长锂金属电池的使用寿命。然而目前锂电池中的常规隔膜的结构和组成未能达到有效抑制枝晶的作用，因此，通过改善设计功能性中间层或隔膜是抑制枝晶生长的重要方式之一。 本文着手于形成均匀的锂成核位点，进一步从空间上诱导锂的均匀沉积，抑制枝晶的无序生长，减少安全隐患和容量损失，以期望实现更优异的锂金属电化学性能。首先通过调控三维骨架电极的成核位点提高了锂沉积的均匀性，增强了锂金属电池的循环稳定性。其次为了进一步提高 Li+迁移的均匀性，设计了可诱导生成“富 LiF”SEI 的固液混合电解质膜，提高了离子电导率。最后，结合均匀成核和死锂的活化设计了双功能隔膜，提高了电池容量保持率。主要研究内容如下： 1、过渡金属 Ni 修饰的天然纤维通过调控锂离子的沉积以抑制锂枝晶生长。通过原位还原的方式将Ni成功地锚定于蚕丝纤维（Ni-silk），并与锂金属复合得到了功能性复合电极（记作NSL电极）。在0.5 mA cm-2的电流密度下，搭载了NSL电极的电池可保持800 h的寿命、23.5 mV的低过电位以及98.35%的高库伦效率，上述结果表明NSL电极中的金属Ni可以诱导锂在成核位点均匀成核，从而获得优异的电极性能、容量保持和改善的可逆性。 2、富F端基MXene参与的固液混合电解质隔膜对改善锂电池性能的研究。通过简单浇铸法制备出 MXene 修饰的固态电解质膜（PPLLM），加入微量电解液形成固液相界面，衰减界面电阻；并诱导出“富含LiF”的SEI，增强SEI的机械和电化学稳定性。电化学测试证明PPLLM具有良好的稳定性和高离子电导率。在0.1 mA cm-2的电流密度下，PPLLM所装配的锂对称电池可达1600 h的超长寿命。在电流密度为0.1 C时，搭载了PPLLM、正极为LiFePO4且负极为Li片的Li||LFP全电池表现出170.2 mAh g-1的高容量。 3、富氟氧化还原介质改性的隔膜在锂金属电池中的应用。在商业化Celgard PP隔膜上引入氧化还原介质MPT以有效活化死锂，并引入可诱导出“富含LiF”的SEI的氟锆酸钾（K2ZrF6），制备出富氟氧化还原介质改性的双功能隔膜（KMPT/PP），以探究从诱导和活化两方面出发的双功能隔膜策略改善电池容量保持率的可行性。KMPT/PP的三维空间结构为 Li+提供了快速穿梭通道，有利于重新分配不均匀的 Li 通量。电化学测试证明了KMPT/PP隔膜具有高离子电导率和宽电化学窗口。电池性能测试说明KMPT/PP可促进对称电池的循环性能，提供稳定的库伦效率和低过电位，并有效维持全电池容量的高保持率。
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