镁离子电池是解决电池大容量存储和大功率输出的一个重要方向。目前大量实验集中在寻找性能优异的正极材料。TiS2材料在锂离子电池应用上有很好的表现,TiS2在镁离子电池应用上的表现同样也值得期待。现在的多数研究都侧重到单层材料的性能和应用研究,材料单层化有望成为解决镁离子电池扩散速率慢这一通病的重要途径。本文的主要工作是通过几种最新的范德华泛函以及标准泛函基于第一性原理对该材料的晶格结构、电子结构、解离曲线以及扩散动力学进行了计算。TiS2块体是一种具有典型层状结构的材料,层与层之间存在弱的范德华相互作用。我们发现常规的交换关联泛函(GGA和LDA)无法准确描述晶格常数,主要归因于常规泛函不能描述层与层之间的弱范德华相互作用。通过一系列计算,我们发现optB88-vdw泛函能够准确的描述TiS2块体晶格常数,与实验值比较,其误差都在1%以内。进一步,我们又比较了由GGA-PBE、LDA与optB88-vdw泛函计算所得到的三种TiS2块体的电子结构,其结果表明了该材料电子结构主要受共价键影响,与弱的范德华作用关系不大。另外,通过optB88-vdw泛函计算发现镁的嵌入会对TiS。单层膜的电子结构产生很明显的影响。我们通过GGA-PBE、optB88-vdw以及rpw86-vdw泛函计算了TiS。双层膜系统的解离曲线,其结果表明了最新的范德华泛函比GGA-PBE泛函对该材料性质的计算结果更为可靠。本文基于GGA-PBE泛函下通过NEB方法对镁离子在该材料中的扩散进行了计算,但其计算结果表明镁离子在单层膜和块体的扩散势垒分别是0.624eV和0.608eV,似乎材料单层膜化对镁离子的扩散没有任何影响。为了使计算结果更可信,本文将最新范德华泛函应用到势垒计算中是非常必要的,其结果正如我们所预料的镁离子在单层膜中的扩散势垒要远远小于其在块体中的值,这也表明了块体层之间的相互作用会对镁离子扩散产生一个很明显的阻止。也就是说,将TiS2块体单层膜化会提高镁离子的扩散率。从离子扩散率角度与现有商业锂离子电池比较,我们的研究表明TiS2单层膜是一种很有希望应用于镁离子电池的正极材料。