二次离子电池是主要的电化学能源存储技术,开发低成本、大容量的二次离子电池不仅能解决大规模电力储能需求,对环境保护也十分重要。锂/钠离子电池是目前储能电池技术的热点研究方向,人们迫切希望提升电池的储能容量和延长工作寿命。电极材料是储能电池的重要组成部分,对于电池性能的提升极为关键。传统锂离子电池负极采用的是石墨材料,由于其储能密度有限,已经接近理论极限,而且由于Na离子尺寸较大,不适于采用石墨作为电极。由此,寻找具有更高储能密度和更长循环寿命的Li/Na离子电池新型负极材料,受到极大重视。锑烯是近两年被成功制备的一种新型二维材料,由于其具有较大的比表面积,有利于提高储存Li、Na容量;层间存在弱范德华相互作用,可以减轻离子嵌入/脱出过程中引起的材料体积膨胀和收缩,提高电池循环寿命。初步实验结果表明,锑烯是一种优异的锂离子电池负极材料,但相关理论研究仍很欠缺。本文基于第一性原理的密度泛函理论(DFT),利用VASP软件对单层、双层锑烯做了Li/Na模拟计算分析,主要包括吸附能、态密度、吸附密度、差分电荷密度和扩散势垒,研究了锑烯作为Li/Na离子电池负极材料的潜力。此外,构建了锑烯/石墨烯异质结结构(Sb/G),研究了复合结构的性能。结果发现,Li/Na在单层锑烯上的最优吸附位都为谷位,吸附能为1.91/1.46 eV。单层锑烯无论单面还是双面吸附Li原子,随着Li吸附密度的增大,锑烯晶体结构发生较大形变,能带显示金属性特征;当在双面所有的谷位吸附Na原子时,两侧受力均衡,体系保持良好的稳定性。态密度分析发现,Li、Na原子的s、p轨道与Sb原子的s、p轨道杂化交叠,体现了离子性特点。在双层锑烯的研究中,Li倾向于吸附在层内,最大吸附能为2.71 eV,而Na倾向于吸附在层外,最大吸附能为1.72 eV。在双层锑烯夹层内吸附一层Li原子时,锑烯的周期性构型不变;在夹层内和两侧各吸附一层Na原子时,体系的构型保持稳定。由此可见,双层锑烯比单层结构的储存密度更大,稳定性也更好。在Sb/G的研究中,Li/Na都倾向于吸附在夹层内,吸附能为2.94/2.09 eV。同时,Sb/G的储存密度比单层锑烯、单层石墨烯要高,尤其是大大提升了储Na性能。此外,研究发现Li、Na在单层、双层锑烯和Sb/G异质结上的扩散势垒都较小,十分有利于电池的快速充放电。以上结果表明,锑烯是一种很有潜力的Li/Na离子电池负极材料。