近年来表面力学与电化学之间的相互作用在新能源材料领域得到广泛关注,通过应变的方式可以提高材料的催化活性。传统的实验手段根据晶格不匹配得到材料表层原子的不同应变状态,但表面单原子层会受到与金属基底之间电子耦合作用(配位效应)的干扰,因此传统研究手段无法精确地得到应变影响电化学过程的规律。本论文基于表界面力学的概念,分别采用机械载荷动态加载和弯曲变形的方式,排除配位效应的干扰,进而研究动态和静态机械应变对金属电极电化学性能的影响,并探讨其物理规律。本论文研究内容主要包括以下两部分:1)在电极表面施加正弦周期变化的机械载荷导致金(Au)薄膜的变形,并测量在不同动态机械应变状态下的Au薄膜电容电流的响应信号。该电流响应信号具有与动态应变激励信号相同的变化频率,通过锁相技术可以得到电流对应变的响应大小。本章节主要研究该电流-应变响应大小与电化学电位、电位的扫速和机械应变频率等参数之间的关系,得到以下结论:i)在充放电过程中,电流-应变响应的大小与所施加载荷的频率以及电极电位密切相关,而与电位扫速无关。ii)电极充电过程中,拉伸应变可以增强电容电流;然而在放电过程中,拉伸应变反而对电容电流起到抑制作用。iii)在考虑机械应变项的双电层过程等效电路模型中得到应变对电容电流具体作用的数学表达式。研究结果表明通过机械方法可以调节电化学的充放电速率,进一步优化了电化学充电/放电过程,促进力学在电化学储能领域的应用。2)当应变频率近似为零时,应变将会大幅度地改变电极表面电荷,进一步研究了静态应变对金属电极电化学性能的影响。在本章节中,基于高分子衬底热变形的特性,制定了金属薄膜机械弯曲变形的方案,获得不同变形状态下的金属薄膜样品。X射线衍射的结果表明金属层的静应变可以达到1%的数量级,并具有很好的稳定性。采用简单的循环伏安法,初步研究了机械弯曲应变对金属电极表面氧吸附的影响。实验结果表明:金表面的氧脱附峰电位与应变呈正相关,铂(Pt)表面的氧脱附峰电位与应变呈负相关。拉应变有助于Au表面的氧脱附,而压应变却有利于Pt表面的氧脱附。本章节所取得的研究结果与之前文献所报道一致,证实了实验方法的正确性,进而本章节所提供的机械载荷方法可以作为一种简单的手段来调控金属表面的电化学吸附过程。