锂离子电池是目前最具发展前景的储能器件。锂离子电池常用的正极材料是锂的层状金属氧化物，但锂在自然界中储量有限；锂离子电池常用的负极材料是石墨，但石墨的理论比容量偏低，仅为372 mAh/g。这些都限制了锂离子电池的进一步发展。　　与锂同族的钠和钾在自然界中储量丰富，并且与锂具有相似的性质，钠离子电池和钾离子电池具有比锂离子电池更优越的性能。石墨烯和磷烯都具有优异的储锂能力，石墨烯的比容量可达540 mAh/g，磷烯的比容量可达1300 mAh/g。石墨烯和磷烯的内阻较高，硝酸处理可以降低石墨烯和磷烯的内阻，提高电池的循环寿命。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，考察了 Li、Na、K原子在石墨烯和磷烯表面的吸附性质、迁移行为及电学性质，研究了硝酸掺杂对 Li石墨烯体系和 Li磷烯体系的影响。主要得出以下结论：　　1.碱金属石墨烯体系及碱金属磷烯体系都具有一定的离子性。吸附过程中，电子由碱金属原子转移到石墨烯及磷烯表面。碱金属磷烯体系比碱金属石墨烯体系稳定。Li→Na→K，随着原子序数的增大，体系的离子性逐渐增强，碱金属原子在石墨烯及磷烯表面的迁移激活能逐渐降低。以石墨烯及磷烯为负极材料的电池功率密度均为锂离子电池钠离子电池钾离子电池。碱金属原子在磷烯表面的迁移激活能小于碱金属原子在石墨烯表面的迁移激活能，以磷烯为负极材料的电池的功率密度高于以石墨烯为负极材料的电池的功率密度。　　2.硝酸处理使得 Li石墨烯体系及 Li磷烯体系更加稳定。Li硝酸磷烯体系比Li硝酸石墨烯体系稳定。Li在经硝酸处理后的石墨烯及磷烯表面的迁移激活能小于Li在本征石墨烯及磷烯表面的迁移激活能，以硝酸处理后的石墨烯及磷烯作为负极材料的锂离子电池的功率密度高于以本征石墨烯及磷烯作为负极材料的锂离子电池的功率密度。Li在硝酸磷烯体系表面的迁移激活能小于Li在硝酸石墨烯体系表面的迁移激活能，以硝酸处理后的磷烯作为负极材料的锂离子电池的功率密度高于以硝酸处理后的石墨烯作为负极材料的锂离子电池的功率密度。