锂离子电池由于具有高电压、高能量密度、自放电小、循环寿命长、无污染和无记忆效应等优点，已广泛应用于移动电话、笔记本电脑、小型摄像机等电器设备上，在电动汽车、航天航空、卫星、空间军事等领域也显示出了良好的应用前景。但是目前锂离子电池的性能仍有很大的提高空间。关健在于寻找合适的电极材料，使得锂离子电池具有足够高的储锂量和很好的锂脱嵌可逆性，以保证电池的高电压、大容量和长循环寿命的要求。目前商业化的锂离子电池的负极材料主要是石墨和其它各种碳材料，但由于碳负极材料存在一些自身的缺点，因此寻找性能更高的负极材料成为锂离子电池研究的重要方面，许多新型的负极材料特别是过渡金属氮化物尤其受到关注。 我们采用第一原理的从头计算方法，对氮化锂及其衍生物锂的过渡金属氮化物Li2.5Cu0.5N的电子结构和几何结构进行了理论计算和分析，对Li2.5Cu0.5N作为锂离子电池负极材料的锂脱嵌性质进行了计算，对锂从此材料中脱出所导致的电子结构的变化和几何结构的变化提供了比较完整的基本理论数据，以期为此类负极材料的进一步的研究提供理论指导。 本论文可分为两部分。第一部分包括第一章和第二章，第一章介绍了锂离子电池的工作原理，及其主要材料的性质和特点。第二章介绍了研究工作所涉及的基本理论和方法，包括密度泛函理论的基本思想、Hobenberg-Kohn定理、Kohn-Sham方程和交换关联近似(包括局域密度近似和广泛梯度近似)等。也介绍了本研究工作中所采用的具体的电子结构计算方法，即基于平面波展开的第一性原理赝势法。并对本研究工作所采用的计算工具VASP程序包进行简要的介绍。 第二部分包括第三章和第四章，分别对Li3N的几何结构和电子结构、Li3N的脱锂结构稳定性、Li2.5Cu0.5N的电子结构和几何结构、Li2.5Cu0.5N的脱锂性质进行理论计算和分析。第三章计算了氮化锂在D16h、D03、A15、DO19、L12这五种可能结构下的能量一体积相图，对这几种结构下的氮化锂脱去一定量的锂后所得到的材料的能量一体积相图也进行了计算。结果表明，对于Li3N完整晶体，D16h结构是最稳定的，计算得到晶格常数为a=3.62(A)，c=3.91(A)，c/a=1.078。在这五种结构下使用超原胞Li12N4对脱去一个锂原子进行计算的结果显示，最稳定的结构由D16h结构变为D03结构，表明Li3N脱锂的结构稳定性差。正由于Li3N完整晶体的脱锂结构稳定性差，故可以通过Cu的替代得到Li2.5Cu0.5N，其结构稳定性将变好。所以，第四章中我们研究Li2.5Cu0.5N材料，计算了各种脱锂量下的Li脱嵌形成能以及材料的体积变化等性质，也讨论了脱锂前后材料的电荷密度，电子状态密度等电子性质。计算结果表明，LiN层的锂比LiCu层的锂更容易脱去。随脱锂量的变化，锂脱嵌形成能在-2.72eV～-4.08eV附近。当脱锂量大于40％时，材料的体积明显缩小，脱锂量最大时材料的体积减少约16％。从电荷密度分布看，锂的脱嵌对材料的电子分布造成的影响较大。从态密度变化看，锂的脱去使得材料的导电能力增强。