全球能源低碳转型的进程加速推进,新能源的开发和利用是目前以及未来人类发展中最具影响力的技术之一。为了能够实现高效持续利用可再生资源,世界各国政府以及科学研究都投入大量资本和精力来发展储能技术。目前,锂离子电池（LIBs）是最重要的储能装置之一,电池的负极由石墨碳材料构成,其比容量较低(372 m Ah g-1),是制约LIBs性能的一大因素。过渡金属磷化物电位低且比容量高,是有发展前景的LIBs负极材料。计算机模拟仿真技术是研究材料的原子尺度的有效方法,本文通过第一性原理计算与电化学性能测试相结合的方法,针对ZnP2和TiP2两种过渡金属磷化物负极材料进行了对比研究,揭示了两种磷化物的锂化机理,研究了锂化性能。本文的主要研究结果有:首先,基于第一性原理计算方法预测了ZnP2的锂化机制、电子性质及扩散性质。通过结构优化与能量计算方法对ZnP2结构中的嵌锂位置、最大嵌锂能力、体积膨胀进行计算,得到ZnP2的理论比容量(1477 m Ah g-1)及体积膨胀率（115.15%）;差分电荷分析与结合能计算揭示了ZnP2的锂化产物为Li Zn和Li3P;通过态密度（DOS）计算方法得到了ZnP2的电子性质属于半导体;利用爬坡弹性带法（CI-NEB）方法研究了Li+在ZnP2体系中的扩散机制,计算结果表明Li+扩散需要跨越的势垒（0.75 e V）相对较高。其次,通过直流电弧等离子体法及固相烧结法合成ZnP2并对其进行了表征,测试放电曲线得到ZnP2的首圈放电容量为1439 m Ah g-1,与理论计算得到的比容量结果相近;通过薄膜XRD方法检测放电后的产物为Li Zn和Li3P,与DFT计算结果一致;此外,电化学性能测试结果表明ZnP2的倍率性能和循环性能较差,与Li+在ZnP2体系中的扩散势垒较高有关。然后,通过结构优化与能量计算方法得到了TiP2的理论比容量为1464 m Ah g-1,体积膨胀率为162.44%;通过差分电荷分析结果以及对比不同产物的能量预测出TiP2的嵌锂产物为Li3P和Ti;利用DOS计算方法研究了TiP2的电子性质,得出TiP2属于导体;采用CI-NEB方法对比了Li+在TiP2体系中扩散的2条不同路径的势垒,结果显示TiP2的势垒（0.64 e V）虽然比一般的层状材料高得多,但远低于磷、缺陷硅等负极材料,有利于电池的离子电导率。最后,对比分析了ZnP2和TiP2的嵌锂机理和性能,TiP2和ZnP2都属于转化型负极材料,反应生成Li3P和对应的金属单质,由于Zn对Li有活性,会与Li发生反应生成Li Zn,所以ZnP2属于双活性负极材料;此外,TiP2的嵌锂体积膨胀率比ZnP2高,不利于电池的稳定性;TiP2的电子性质为导体,而ZnP2属于半导体,并且TiP2的扩散势垒（0.64 e V）相比ZnP2（0.75 e V）较低,更有利于载流子通过,使电池的内阻降低,因此TiP2的倍率性能更好。