人们对储能设备的需求与日俱增,锂离子电池作为储能设备的翘楚得到极其广泛的应用,其中多层富勒烯因其优异的性能成为锂离子电池领域的热门电极材料。针对多层富勒烯电极使用后性能降低的机理,人们从宏观上开展了大量实验研究,并唯象地总结出各类原因,包括电极材料的破坏或脱落、隔膜破坏等。但是由于实验手段的限制,对于多层富勒烯分子在微观层次上产生的结构缺陷及其对锂离子扩散的影响还没有一个明确的认识。本文采用分子动力学（MD）计算仿真手段,针对多层富勒烯电极材料在充电过程中发生结构破坏这一问题,具体分析其力学机理,并进一步分析多层富勒烯结构缺陷对锂离子扩散规律和电池容量的影响。具体内容如下:1.本文首先模拟锂离子在多层富勒烯表面的扩散过程,建立多层富勒烯的分子动力学模型并进行锂离子扩散MD模拟,分析锂离子扩散过程对表面碳环应力的影响,体系设定了不同的扩散速度和不同的浓度以及不同层数的初始条件。根据Virial应力和柯西应力的转换关系,计算局部碳环的柯西应力。利用可视化软件,观察碳原子在锂离子扩散过程中的运动状态。讨论应力与锂离子速度、锂离子浓度、多层富勒烯层数的关系,分析碳原子突破能量壁垒导致碳环断裂的载荷条件和几何条件。（高频较大振幅的振动会使碳原子活跃,使其突破能量壁垒的能力加大,从而导致碳环断裂。）2.考虑电极膨胀对内部结构的挤压作用,简化多层富勒烯电极膨胀时内部分子受到挤压的情况,模拟多层富勒烯受到单向挤压的过程,分析挤压造成其结构缺陷过程。同时对比多层富勒烯和单层富勒烯受到外界挤压后结构的不同变化,分析多层富勒烯发生缺陷的条件及位置。结果显示,相比于单层富勒烯,多层富勒烯更易在顶点处发生缺陷。3.最后建立了含缺陷多层富勒烯MD模型并进行锂离子的扩散和脱出模拟;利用可视化软件,观察并分析缺陷对锂离子扩散规律的影响;统计被多层富勒烯捕获的锂离子数目,以此探究缺陷对电池容量的影响。