二维（2D）材料,由于其结构特性带来的量子限制效应进而引起了新奇的力学、电学和热学性能,成为诸多领域的重要备用材料。与传统的三维材料相比,二维材料具有超大的比表面积以及独特的电子性质,因此被证明在制备储能器件领域具有较好的应用前景。然而由于材料在制备的过程中不可避免的会引入杂质和缺陷。因此,探究掺杂和缺陷对二维材料性能的影响也已成为低维材料研究的热点领域。此外,人们日益增长的储能需求对锂离子电池提出了更高的性能要求,而石墨作为主要使用的阳极材料,由于其理论储锂容量低,同时,锂在地球上的储量不多且分布不均匀,因此寻找更大储锂容量的性能稳定的阳极材料和开发新型离子电池也已经成为人们关注的焦点。本文通过二维材料结构改性,构建了二维材料掺杂和缺陷模型,采用基于密度泛函理论的第一性原理的方法,系统研究了掺杂和缺陷对二维材料作为碱金属离子电池阳极的性能影响,简述如下:（1）人们对于更高能源密度的可充电电池的需求推动了更高性能电极材料的设计。基于第一性原理计算方法,我们研究了掺杂C₃N单层作为Li,Na和K离子电池的阳极材料。首先,进行了多种轻原子掺杂,对比优化结构和相关性质之后,发现B原子掺杂效果最好。同时,B掺杂引起的C₃N单层的电子亏损将加强碱金属原子在衬底上的吸附,有利于阻止衬底表面碱金属原子团簇的形成。因此,有利于提高碱金属离子电池的循环稳定性。进一步的研究发现,与本征的C₃N单层相比,B掺杂体系对这些碱金属原子具有更高的比容量。此外,通过从头分子动力学方法研究B原子掺杂C₃N单层的饱和吸附模型,也发现具有较好的热稳定性。Li,Na和K原子在B掺杂衬底上的扩散势垒虽然略有增加,但仍小于室温下金属离子迁移的阈值（0.5 e V）。上述研究结果表明,在二维C₃N中进行B掺杂可以有效的改善其作为电池阳极材料的性能。（2）基于新型二维狄拉克材料NiB₆,我们对本征的和含缺陷的NiB₆衬底展开了碱金属离子电池阳极材料的性能研究。计算结果表明,碱金属原子在本征NiB₆衬底上具有较大吸附能、较高比容量(1301.61 m A·h·g^-1)和快速的迁移能力（Li/Na/K在衬底上的扩散势垒为0.43/0.2 3/0.14 e V）,也能提供较为合适的平均开路电压（对于Li/Na/K,为0.96/0.71/0.69V）。同时,碱金属原子在含缺陷的NiB₆衬底上的吸附和扩散机理表明,缺陷位倾向于充当金属原子捕获位,从而提高了碱金属原子在NiB₆衬底上的吸附能力,但会造成碱金属原子在衬底上扩散性能的降低。本研究为二维NiB₆在离子电池领域的应用奠定了基础,同时关于缺陷对材料做电极的影响研究也提供了一定的借鉴意义。