随着理论计算方法的不断完善和计算能力的不断提升,通过理论计算来设计新材料已经成为推动材料科学领域进步的重要手段。自2004年石墨烯被发现以来,以其为代表的二维材料因其独特的几何结构和优异的物理化学性质引起了人们的高度关注,并有望在储能领域发挥着重要作用。在本论文中,我们通过密度泛函理论计算设计了两种新颖的二维材料,并系统地探索了它们在金属离子二次电池领域的潜在应用。Ti₂PTe₂是实验上合成出来的一种层状三元过渡金属硫族化合物。我们通过计算发现Ti₂PTe₂具有较小的剥离能,因此单层Ti₂PTe₂非常有望在实验上通过机械剥离的方法制得。与许多半导体性的二维过渡金属硫族化合物不同的是,单层Ti₂PTe₂在费米能级附近有明显的电子态,呈现金属性。特别的是,二维Ti₂PTe₂单层材料用作Na离子的负极材料时,可以提供相当高的理论容量(280.75 mAh·g^-1)和相当低的开路电压（0.31 V）。因此,二维Ti₂PTe₂单层材料是一种有希望的钠离子电池负极候选材料。我们通过理论计算研究了另外一种二维层状材料Nb₂S₂C的电学性质和储能性质。计算结果显示Nb₂S₂C的剥离能与石墨的剥离能非常接近,表明Nb₂S₂C单层材料很容易在实验上制得。通过计算发现Li、Na、K、Mg吸附在二维Nb₂S₂C单层材料上时具有较高的吸附能和较低的扩散势垒。特别的是,Nb₂S₂C单层材料对Li、Na、K、Mg具有较高的理论容量和较低的开路电压,是一种理想的金属离子二次电池的负极材料,在储能领域具有广阔的应用前景。