锂离子电池的锂金属负极材料会在电池循环过程中不可避免地产生使电池容量降低的死锂以及可能会造成电池短路的锂枝晶,这严重影响了电池的性能。因此针对这两种问题,本文以最常见的商业化锂离子电池负极集流体材料铜为基体出发,通过表面工程设计,构建具有亲锂性三维纳米结构的负极集流体。得益于其高比表面积和亲锂性表面特征,所设计的新型负极集流体在电化学性能上的表现得到明显提高。本论文的主要内容如下:（1）使用一步燃烧法将纳米银颗粒均匀分布于泡沫铜的表面,构建了Ag-Cu复合三维多孔集流体（AC）。泡沫铜本身属于大比表面积多孔材料,能消除金属锂负极在充/放电过程中的体积变化,并在一定程度上抑制锂枝晶的生长。表面纳米银颗粒有效地降低了锂的成核过电位,诱导锂的均匀沉积。研究结果表明,与纯泡沫铜相比AC具有明显增强的库伦效率。该集流体与金属锂构成的复合锂负极在对称电池和全电池的测试中也表现出良好的稳定性。（2）通过等离子体增强化学气相沉积法在二维铜箔的表面覆盖了石墨互连多孔层,制备了石墨修饰铜箔的高稳定性集流体（VGC）。VGC集流体表面纳米级别的孔隙能使集流体在充/放电过程中具备优异的镀锂/脱锂可逆性,而石墨本身具备一定的亲锂性,能够诱导锂的均匀沉积。研究结果表明,相比于铜箔,以VGC作为集流体能够明显提高电池的电化学性能。特别是该集流体与金属锂构成的复合锂负极在电流密度为3 m A·cm-2、面容量为3 m A·h·cm-2条件下的对称电池依然能够稳定循环500 h。（3）使用物理气相沉积和退火的方法在铜箔表面生成了铜锌合金层,构建了十分亲锂的高性能铜锌复合集流体（ZC）。ZC粗糙的三维表面能够降低电池循环过程中的局部电流密度,抑制锂枝晶的生长。表面均匀分布的锌能作为锂成核位点,诱导锂的均匀沉积。研究结果表明,与铜箔相比,ZC能将原本53.6 m V的锂成核过电位显著降低到6.7 m V,并在后续的电化学测试中表现出优异的电化学性能。特别是在3 C下的全电池循环测试中,该集流体与金属锂构成的复合锂负极能够在800圈后依然有着85.5%的超高容量保持率。