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随着能源危机的到来,能量的存储和转换成为了热点。锂离子电池因具有良好的安全性、较高的工作电压、优秀的循环能力等优点而得到广泛应用。然而,锂离子电池石墨电极的容量和能量密度难以进一步提高,且锂资源短缺。为了应对锂离子电池当前的困境,开发高性能的电极材料和基于在自然界丰度高的钠、钾元素开发其他类型的碱金属离子电池得到广泛研究,成为当前的研究热点。二维材料拥有更多的离子嵌入点位、高电子迁移率、良好的化学稳定性等优势,是锂钠钾离子电池的高能量密度电极材料的重要候选者。本文通过第一性原理计算的方法,预测新型二维材料PC3基单层作为碱金属离子电池负极的性能特点,旨在为碱金属离子电池负极材料的选择和性能优化提供指导。主要内容及结论如下:（1）研究了PC3单层二维材料晶体结构、电子结构、力学性能及其作为碱金属电池负极的原子吸附性能、原子扩散性能、容量、开路电压及离子嵌脱引起的体积变化等性能。计算结果表明,属于P3m1空间点群的PC3单层二维材料在常温下具有良好的稳定性。PC3单层作为锂钠钾离子电池负极时,展示出良好的扩散性能（迁移势垒分别为0.11 e V,0.05 e V和0.09 e V）、高的理论容量(1600 m A h g-1,1200 m A h g-1和1200 m A h g-1)、小的体积膨胀率（1.37%,0.06%和0.6%）、低的开路电压（0.13 V,0.10 V和0.34 V）以及碱金属原子吸附后良好的导电性能。但是PC3单层仅仅对K原子的吸附强度较高,对Li原子和Na原子的吸附属于弱吸附。（2）为改善碱金属原子的吸附性能,研究了Si元素掺杂对PC3单层二维材料碱金属电池负极性能的影响。计算结果表明,掺杂Si元素能提高PC3单层对Li、Na等碱金属原子的吸附强度,可有效地避免枝晶的生成。容量和开路电压变化不大,而Li原子和Na原子的扩散能垒略有增加。吸附浓度较低时,吸附后的PC3单层导电性未得到明显提高。（3）进一步,为了提高掺杂结构的结构稳定性,并提高材料的吸附性能,研究了B元素掺杂对PC3单层二维材料碱金属电池负极性能的影响。计算结果表明B元素掺杂结构的掺杂形成能低于Si元素掺杂的,更易形成,且相对于Si元素掺杂,B元素掺杂结构具有更好的结构稳定性。同时,B元素掺杂同样能提升PC3单层对Li/Na/K原子的吸附能力。吸附后,B元素掺杂的PC3单层导电能力强,利于减少能量内耗。