最早鋰電池的研究主要以金屬鋰或合金為負(fù)極。然而，由于金屬鋰表面凹凸不平，電沉積速率差異造成沉積不均勻，導(dǎo)致負(fù)極會(huì)生成樹(shù)枝狀鋰晶體，鋰枝晶不僅會(huì)降低電池的容量，還可能刺穿隔膜，造成電池短路。隨后的幾十年，石墨化碳、硅基材料、錫基材料等成為了時(shí)下最常見(jiàn)的鋰離子電池負(fù)極材料。

金屬鋰負(fù)極發(fā)展史要追溯到上個(gè)世紀(jì)，1912年Gilbert N.Lewis首次提出了金屬鋰負(fù)極的概念，Harris在1958年首先發(fā)現(xiàn)金屬鋰在非水溶劑中可穩(wěn)定存在。20世紀(jì)六七十年代，以金屬鋰作負(fù)極應(yīng)用非水溶劑電解液的一次電池得到大量研究。20世紀(jì)80年代末期，Moli公司開(kāi)發(fā)了商業(yè)化的MoS2/Li電池，能夠循環(huán)數(shù)百周，能量密度得到了極大的提升，一經(jīng)開(kāi)發(fā)，就迅速占據(jù)了大量的市場(chǎng)份額。但之后由于多起鋰電池的起火爆炸事件被迫大規(guī)模產(chǎn)品召回，從此金屬鋰負(fù)極的研究告一段落。隨后大量的研究成果表明，鋰電池之所以發(fā)生起火爆炸，是因?yàn)樵诔浞烹姷倪^(guò)程中鋰枝晶生長(zhǎng)刺穿隔膜，導(dǎo)致內(nèi)短路，進(jìn)而引發(fā)熱失控。20世紀(jì)90年代由于金屬鋰負(fù)極致命的安全隱患問(wèn)題一直無(wú)法得到徹底的解決，科學(xué)家們漸漸放棄了金屬鋰負(fù)極體系，轉(zhuǎn)而研究其他負(fù)極材料，其中以索尼公司在1991年商業(yè)化的鈷酸鋰對(duì)石墨的電池體系最為著名。到21世紀(jì)，由于鋰離子電池常見(jiàn)負(fù)極的比容量已經(jīng)接近其理論值，使得研究者們不得不又回到了對(duì)金屬鋰負(fù)極的研究上來(lái)。加之鋰硫和鋰空氣電池等新型電池體系的提出為金屬鋰負(fù)極的研究注入了新的活力。2010年后由于聚合物、氧化物和硫化物等固態(tài)電解質(zhì)的發(fā)展，其優(yōu)良的安全性使得金屬鋰負(fù)極的研究走向固態(tài)化。

目前提高鋰金屬負(fù)極循環(huán)穩(wěn)定性和安全性的有效策略是使用固態(tài)電解質(zhì)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)液體電解質(zhì)，固態(tài)電解質(zhì)具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)惰性，能有效抑制鋰枝晶的生長(zhǎng)，減少界面副反應(yīng)，同時(shí)提高鋰金屬電池的能量密度。目前對(duì)于固態(tài)電解質(zhì)離子電導(dǎo)率的提升已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，而改善鋰金屬負(fù)極和固態(tài)電解質(zhì)的界面性能仍然需要繼續(xù)深入研究和探索。復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)因?yàn)榧骖櫉o(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)和有機(jī)固態(tài)電解質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注，同時(shí)復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)與鋰金屬負(fù)極的界面問(wèn)題也在探索和優(yōu)化中，并向?qū)嵱没七M(jìn)。通過(guò)調(diào)整復(fù)合電解質(zhì)組分、設(shè)計(jì)多層結(jié)構(gòu)復(fù)合電解質(zhì)，可以調(diào)節(jié)復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)的力學(xué)性能以提高界面相容性、抑制鋰枝晶；而利用共混聚合物、添加聚合物層可以提高對(duì)鋰金屬的浸潤(rùn)性，此外還可以在鋰金屬負(fù)極上直接原位聚合增加“軟接觸”，減少固態(tài)電解質(zhì)與負(fù)極之間的縫隙、克服界面阻抗。設(shè)計(jì)合理的界面層、提升復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)離子電導(dǎo)率、利用聚合物電解質(zhì)本身的自愈性，可以顯著改善鋰離子不均勻的沉積。

金屬鋰的克容量高達(dá)3860mA·h/g，是現(xiàn)階段石墨類負(fù)極材料的（372mA·h/g）十倍，能量密度更高，另外，金屬鋰有著最低的電化學(xué)勢(shì)，其對(duì)應(yīng)的正極材料選擇面更廣泛，可以是常規(guī)的磷酸鐵鋰、鎳鈷錳酸鋰，也可以采用不含鋰材料作為正極，可以說(shuō)金屬鋰是理想的負(fù)極材料。雖然金屬鋰現(xiàn)階段只占據(jù)很小一部分市場(chǎng)，“相對(duì)小眾”，但是受益于固態(tài)電池技術(shù)不斷成熟，金屬鋰需求也將顯著增加，在技術(shù)迅速發(fā)展的條件下，鋰金屬枝晶的生長(zhǎng)原理、保護(hù)措施一定會(huì)早日解決，實(shí)現(xiàn)高能量密度鋰金屬電池的商業(yè)化指日可待。