计算化学作为一门近些年来一直受到广泛重视和关注的新兴学科,它的形成和发展与现代计算机技术的进步息息相关,并且正在逐渐地转变为一个相对独立的科学研究领域。计算化学目前已经广泛应用于材料科学等方面。此外,碱金属离子电池作为用途最广的储能方式之一,对其电极材料的探索从未停止。因此,本文将计算化学与储能材料结合,尝试着对离子电池负极材料进行设计模拟,主要进行如下两个工作:1、本文研究了类石墨烯BC3单层的声子谱、Ab initio Molecular Dynamics（AIMD）模拟和弹性常数。我们的研究结果表明,类石墨烯BC3单层具有良好的结构稳定性,最大理论钾存储容量可达1145 m Ah/g,相应的开路电压为0.66 V。由于钾原子可以有效吸附在能量最有利的h-CC位置,且电荷转移明显,使得吸附的类石墨烯BC3单层由半导体变为金属,这对电极利用非常有利。此外,钾原子在类石墨烯BC3单层上的迁移速度较快,其扩散势垒低至0.12 e V,而锂原子的扩散势垒相对较大（0.46 e V）。通过进一步研究表明,在类石墨烯BC3单层上施加的拉伸应变对锂、钠、钾原子的吸附和扩散性能影响不大。2、本文就类石墨烯Al P单层结构展开研究,基于第一性原理,对类石墨烯Al P单层结构的电子结构、热力学以及动力学稳定性、扩散势垒、理论容量和平均电压进行讨论,研究表明,碱金属原子在类石墨烯Al P单层结构上最稳定的吸附位点是Pdown位。扩散能垒最低为0.26 e V（Li）,最大理论容量为1103 m Ah/g（Na/K）,是一种有良好前途的离子电池负极材料。