自锂离子电池诞生之后,科技及人们的生活有着日新月异的发展与变化。随着时代的进步,人们对这类新型能源的依赖程度越来越高,这导致对开发更高性能的离子电池的需求日益高涨。高性能的离子电池需要高性能的电极材料,但目前的电极材料因为较差的电学性能,机械性能及受限的工作环境等缺点限制了电池性能的进一步提高,所以推进下一代新型电极材料的研发尤为必要。自石墨烯被成功制备之后,因其本身良好的导电性（零带隙）及结构稳定等优点被用于碱金属电池电极。而后研究人员把焦点继续投向其他类石墨烯二维材料。二维材料独特的结构特性,高比面积,定向扩散性,优异的力学性质及热安全性等特点,使其在离子电池电极材料应用方面有着巨大的潜力。目前二维材料在电池电极应用方面已经取得了初步的进展,但受限于价格,存储容量及循环稳定性等还未出现大规模的商用。此论文的工作是采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法研究了两种离子电池二维负极材料的电子结构特性,力学特性,离子在基底的扩散情况,开路电压及理论容量,为这两种材料的实际应用提供理论指导。主要研究内容与结果如下:1)研究了硅基二维材料BSi的几何结构,电学和力学性质,碱金属离子在单层BSi扩散,开路电压（OCV）及离子吸附理论容量等特性。我们通过粒子群优化（PSO）方法预测了稳定的BSi结构,能带计算显示BSi是带隙为0.4 e V的半导体。声子色散谱和分子动力学的计算结果均表明BSi具有良好的机械稳定性。我们通过电荷局域密度分析确定碱金属离子可能吸附的位点,计算得到Na和K在基底BSi的最佳吸附能分别为-0.71 e V和-1.28 e V。在最稳定吸附位点的基础上,我们通过弹性能带方法（NEB）,计算出Na和K离子在单层基底BSi的扩散势垒分别为0.38和0.22 e V,表明BSi在作为负极材料时具有很好的充放电速率。通过对BSi的OCV（Na:0.33V,K:0.60V）数据分析,结果表明作为电池负极的BSi在充放电过程中仍然能保持稳定的结构。且BSi具有远高于目前商业负极材料的理论容量（Na:3100 m Ah/g和K:2239 m Ah/g）。2)研究了二维硅基Si3N的几何及电子结构,离子在衬底扩散情况,OCV和吸附碱金属离子的理论容量。基于硅基特点和含N元素化合物所表现的性质,预测了稳定的Si3N结构。能带计算结果表明Si3N材料表现出金属性质,这表明Si3N很适合作为电池电极负极材料。通过对Si3N的电荷局域密度图的分析,我们确定了Na和K离子在单层Si3N基底上的吸附位点,计算出最佳结合能分别为-3.2 e V和-3.7 e V。并通过NEB方法,计算得到Na和K离子在基底Si3N的扩散能垒分别为0.3 e V/0.38 e V,预示Si3N在作为负极材料时具有很好的充放电速率。在探究基底吸附离子理论容量的过程中,分别计算了Si3N吸附Na及K的OCV（Na:0.68V和K:0.9V）,确认了Si3N在充放电过程中仍然能保持结构稳定。最后计算了Si3N在作为碱金属电池负极材料离子吸附的理论容量（Na:1230.67 m Ah/g和K:888.89 m Ah/g）。以上结果说明二维Si3N是一种非常有潜力的新型离子电池负极候选材料。