具有高电压和高容量的铁基氟化物（FeF₃和FeF₂）是一类具有应用前景的二次电池正极材料。然而,较差的电子导电性严重制约了其实际应用,其离子导电性也仍需进一步提高。纳米片化是解决这些问题的一种有效方法。但是,铁基氟化物纳米片的储能机理有待进一步研究。本文采用第一性原理方法从电子和原子尺度上系统地研究铁基氟化物纳米片的表面结构及其与金属原子的电化学反应机理,为设计新一代具有优异电化学性能的电极材料提供系统地理论指导,本文具体内容如下:（1）研究FeF₃（012）纳米片储Li机理:通过计算表面能发现FeF₃（012）的F终端（FeF₃（012）-F）比FeF终端（FeF₃（012）-FeF）的表面结构更稳定;对单原子吸附情况,通过计算吸附能,确定最稳定吸附位置为桥位（bridge site）,其吸附能为-3.77eV;在单原子吸附基础上,构建多原子吸附模型,结果表明Li原子以Li二聚体的形式分布在FeF₃（012）纳米片上;其次通过CI-NEB方法研究Li离子在FeF₃（012）纳米片上的离子扩散行为,其最低的扩散能垒为0.17 eV,扩散系数高达1.06×10^-6cm²·s^-1;最后计算理论电压与理论容量的函数关系,FeF3（012）纳米片呈现出比块体FeF₃更稳定的放电电压平台。（2）研究FeF₃（012）纳米片储Na/K机理:首先,对单原子吸附情况,Na/K原子最稳定吸附位置都为空位（hollow site）,其吸附能分别为-3.55 eV和-3.98 eV;然后构建了多原子的吸附模型,通过分析其相对能量发现Na/K原子分别以Na二聚体和K四聚体的状态吸附于FeF₃（012）纳米片;然后,通过CI-NEB研究Na/K在FeF₃（012）纳米片上的扩散动力学过程,单个Na离子和K离子的最低扩散能垒分别为0.18 eV和0.26 eV。Na二聚体和K四聚体的扩散能垒分别为0.45 eV和0.43 eV,其对应的扩散系数分别为3.32×10^-10cm²·s^-1和4.22×10^-10cm²·s^-1;与NaFeF₃纳米板和片状的FeF₃相比,FeF₃（012）纳米片在储Na/K过程呈现出较为稳定的电压平台。最后计算了FeF₃（012）纳米片的平面内刚度随K浓度的变化规律,发现FeF₃（012）纳米片具有良好的塑性和各向同性,这表明FeF₃（012）纳米片可做柔性电极材料。（3）研究FeF₃（012）纳米片储Mg机理:对单个Mg原子的吸附情况,通过分析FeF₃（012）纳米片的对称性,讨论了五种可能的吸附位置,计算并比较各吸附结构的吸附能,得出最稳定的吸附位置为空位（hollow site）,其吸附能为-3.55 eV;在单原子吸附的基础上,构建多原子的吸附模型,通过分析其相对能量发现Mg原子容易形成Mg二聚体吸附于FeF₃（012）纳米片;之后通过CI-NEB方法分别计算单个Mg和Mg二聚体的扩散能垒。单个Mg原子跨越桥位（bridge site）迁移到邻近的空位（hollow site）,以具有最小的扩散能垒（0.56 eV）。Mg二聚体的扩散能垒（1.19 eV）接近于单原子扩散的两倍。（4）研究FeF₂（110）纳米片储Li/Na/K机理:首先,考虑到FeF₂（110）面F端（FeF₂（110）-F）的结构更稳定,构建了FeF₂（110）-F的表面模型,计算层间距的百分比变化。结果表明,表面原子变化较大,中间原子几乎不变,接近于块体;随后,通过吸附能计算分别获得了Li、Na和K在FeF₂（110）纳米片最稳定的吸附位置,其吸附能分别为-4.76 eV、-4.47 eV和-4.95 eV;最后利用CI-NEB方法计算Li离子、Na离子和K离子扩散能垒分别为0.97 eV、0.61 eV和0.42 eV,结果表明K离子的扩散能垒最低。