不可再生能源的限制与人们日益增加的能源需求推动着储能行业的发展,其中电化学储能涉及到生活中的方方面面,锂离子电池占据着主要的地位。锂离子电池因其循环寿命长、环境友好、能量转换效率高等优势,得到了广泛的研究。作为锂离子电池的主要组成部分,负极材料的选择大大的影响了锂离子电池的工作效率。为提高锂离子电池性能,研究开发合适的高性能负极材料是一项重大的任务。随着科技的不断进步,理论模拟技术为实验提供了可靠的依据,大大减少了实验上的容错成本,为实际应用奠定了坚实的基础。本文基于密度泛函理论（DFT）,通过第一性原理方法对Penta-Graphene（PG）与MoS2、Co S与Penta-BCN（p BCN）组成的异质结PG/MoS2、CoS/pBCN这两种复合材料作为锂离子电池负极材料的性能进行计算分析。主要研究内容及结果如下:（1）基于第一原理方法,通过Atomistix Tool Kit（ATK）工具包,研究了PG/MoS2范德华异质结的稳定性、电子结构和锂离子吸附性能。通过形成能（-5.998 e V）和分子动力学证明了结构的稳定性。在插入锂离子后,异质结体系从半导体转变为金属,证明了体系具有良好的导电性。PG/MoS2层间的锂离子扩散势垒低至0.13 e V,表明PG/MoS2复合体系适用于高效的充电放电过程。此外,我们发现在结构上完全吸附锂离子时,PG/MoS2系统可以实现较高的锂存储容量,最大容量达到751 m Ah/g。与此同时,开路电压（OCV）低至0.37 V,总体平均OCV为0.592 V。结果表明二维PG/MoS2异质结作为负极材料可以显著提高锂离子电池的性能。因此,PG/MoS2异质结是具有良好发展前景的负极材料。（2）使用Vienna Ab-initio Simulation Package（VASP）程序包,研究CoS/pBCN异质结作为锂离子电池负极的性能。首先,形成能与分子动力学计算表明,CoS/pBCN异质结具有良好的动力学与热力学稳定性。二维材料Co S与Penta-BCN构建的范德华异质结表现出金属特性,证明了该复合材料的高电导率。我们以锂离子的吸附为主要研究内容,分析比较了锂离子在单层Co S、Penta-BCN以及CoS/pBCN异质结上的吸附特性,结果表明,不管是在复合体系的底层、中层还是顶层,锂离子吸附强度都强于单层的Co S和Penta-BCN,电荷转移也得到相应提升,但也导致了层间锂离子迁移势垒较高。锂离子在其外表面扩散时,保留了原有良好的迁移特性,能量势垒范围在0.2 e V～0.26e V之间。通过对CoS/pBCN体系进行多锂吸附的容量与开路电压计算,CoS/pBCN负极材料理论比容量达到1572.6 m Ah/g,开路电压低至0.22 V,实现了高容量、低电压的绝对优势。综合考虑,CoS/pBCN有望成为理想的锂离子负极材料。