硅因其具有高理论容量（4200m Ah/g）、来源广泛、价格便宜等特点,被认为是极有潜力的一种高性能锂离子电池负极材料。然而硅在嵌锂过程中体积会剧烈膨胀,易破坏电极结构,导致容量急剧衰减、电极失效。研究表明,通过添加惰性嵌锂金属与硅复合可有效地缓解硅在嵌锂过程中产生的体积膨胀,提高其循环性能。因此,研究硅/惰性金属复合负极材料的嵌锂性质具有很好的实际意义。本文通过采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算研究了锂离子电池Si-M（M=Ni,Cr）合金负极材料嵌锂路径及相应的电子结构,进一步揭示其嵌锂性质,以期为设计新型的Si-M（M=Ni,Cr）合金负极材料提供理论指导。本文首先优化了Li-Si、Ni-Si和Cr-Si各二元化合物及Li Ni2Si三元化合物的晶体结构,计算了各化合物的总能和体积得到了每一步嵌锂反应的嵌锂形成能、体积膨胀率和理论质量比容量,然后从热力学角度,筛选出了Ni Si₂和Cr Si₂最有可能的嵌锂路径。（1）锂离子嵌入Ni Si₂最可能的3步反应路径为:（1）（12/7）Li⁺+（12/7）e^-+Ni Si₂→（1/7）Li₁₂Si₇+Ni Si;（2）（13/8）Li⁺+（13/8）e^-+Ni Si→（1/8）Li₁₃Si₄+（1/2）δ-Ni₂Si;（3） Li⁺+e^-+δ-Ni₂Si→Li Ni₂Si。（2）锂离子嵌入Cr Si₂最可能的反应路径为:（1）（49/15）Li⁺+（49/15）e^-+CrSi₂→（7/15）Li₇Si₃+（1/5）Cr₅Si₃;（2）（16/7）Li⁺+（16/7）e^-+Cr₅Si₃→（4/21）Li₁₂Si₇+（5/3）Cr₃Si;（3）（13/3）Li⁺+（13/3）e^-+Li₁₂Si₇→（7/3）Li₇Si₃;（4）（11/4）Li⁺+（11/4）e^-+Li₇Si₃→（3/4）Li₁₃Si₄;（5） 2Li⁺+2e^-+Li13Si4→Li₁₅Si₄;（6）（9/5）Li⁺+（9/5）e^-+Li₁₅Si₄→（4/5）Li₂₁Si₅。依据以上的反应路径,计算了Ni Si₂、Ni Si、δ-Ni₂Si和LixNi₈Si₄（x=0,1,4）电子结构,结果显示这些化合物都呈金属性质,这表明Ni Si₂在嵌锂前后没有发生导电性质的改变。此外,Ni-Si之间较强的共价键能稳定主体材料的框架,有利于提高材料循环性能。Cr Si₂、Cr₅Si₃和Cr₃Si的电子结构计算结果显示Cr Si₂是间接带隙的半导体,而Cr5Si3和Cr3Si为导体,说明Li嵌入Cr Si₂后,材料导电性增强。