为了可持续发展,开发清洁能源是必然选择,而储能技术则对清洁能源的存储和利用起着关键作用。锂离子电池是当下使用最广泛的电池之一。然而,商用锂离子电池的容量偏低。针对这一问题,科研人员设计出了锂硫电池。虽然锂硫电池在能量密度和理论容量有很大优势,但是硫导电性差、“穿梭效应”以及体积膨胀等问题阻碍了它的发展。在正极引入具有高导电性和适当亲和力的宿主材料吸附锂硫分子是解决这些问题的有效方法之一。考虑到Li在地壳中储量少以及成本高的问题,科研人员又将目光转移到了Na、K和Mg等储量丰富的元素上,试图以这些元素构建新的金属离子电池体系。目前,寻找合适的负极材料是开发新型金属离子电池的重要任务之一。本文使用第一性原理计算的方法研究了Ti2NS2作为锂硫电池正极材料和V2CS2作为金属离子电池(Na+、K+和Mg2+)负极材料的性能。本文的主要研究内容和结论如下:（1）建立了Ti2N和V2C的模型,分析了Ti2N和V2C的结构。Ti2N和V2C均为六方结构。以Ti2N和V2C为基础建立了Ti2NS2和V2CS2的模型,研究了Ti2NS2和V2CS2的结构和电子性质。Ti2NS2和V2CS2同样为六方结构。态密度计算结果表明,Ti2NS2和V2CS2均具有金属性,导电性良好,满足成为电极材料的先决条件。（2）研究了Ti2NS2作为锂硫电池正极的性能,主要分析了Ti2NS2的吸附性质、电子性质、催化性质以及Li的迁移性质。吸附结果表明,Ti2NS2对锂硫分子的吸附能适中,比Ti2NO2更加稳定,能够有效抑制“穿梭效应”。态密度计算结果表明,Ti2NS2吸附锂硫分子以后体系拥有良好的导电性。催化计算结果表明,Ti2NS2表面能够促进正极反应的进行。过渡态计算结果表明,Li在Ti2NS2表面的迁移势垒低于Ti2NO2,迁移速度快。（3）研究了V2CS2作为金属离子电池(Na+、K+和Mg2+)负极的性能,主要分析V2CS2的吸附性质、金属离子的迁移性质以及V2CS2的理论容量。吸附结果表明,V2CS2表面能够稳定吸附Na+、K+和Mg2+,并且在吸附完成后体系仍然保持良好的导电性。过渡态计算结果表明,Na+、K+和Mg2+在V2CS2表面的迁移势垒均较低,尤其是Na+和K+。理论容量计算结果表明,Na+和Mg2+在V2CS2表面有着较高的存储容量,而K+的理论容量相对较低。