化石能源枯竭与对能源需求加大之间的矛盾成为了制约现代社会发展的主要障碍。因此,在能源危机的大环境下,人们把目光投向了多种可再生能源,包括太阳能光伏、风能发电以及潮汐发电。诚然,获得电能的方式越来越多样化,但是这些方式的不连续性与不稳定性使得所得的电能很难并入电网。而高效的储能设备则可以解决这种尴尬的局面。目前液流电池（Redox Flow Battery）被认为是最有前景的一种储能技术。它具有能量转化效率高、设计灵活、低排放和寿命长等优势,尤其适用作为固定式的大规模（或大容量）储能装置。然而,目前液流电池的通病在于其较低的功率密度和能量密度。其主要原因一方面在于电解质溶液通常以水为溶剂,而水的电解电压仅为1.23V,所以电池的开路电压几乎不存在提升的可能。而另一方面在于氧化还原活性物质在水溶液中的低溶解度。以全钒液流电池为例,商业化产品的浓度通常在2mol/L左右。所以,其较低的能量密度很难与锂离子电池相媲美。为了克服这一问题,研究人员提出用非水溶剂取代水溶剂的想法,因为非水溶剂能提供更宽的电化学窗口和溶解更多的氧化还原活性物质。目前为止,仅有少量关于非水系液流电池组装的报道,而且电池的动态性能并不理想。本文的立意在于研究提高非水系液流电池中质量传输的方法,包括改善运行温度和加入支持电解质。具体研究内容如下:1.本文研究了在低共熔溶剂（DES）中,VCl₃物理化学特性随温度变化的影响。实验主要从电化学和物理两个方面展开。通过循环伏安曲线（CV）验证了钒离子在DES中呈现准可逆的状态;另外随着温度的升高,钒离子的氧化还原可逆性得到增强,同时扩散系数也出现了量级上的变化。在粘度与电导率的测试中,升高温度,电导率明显增加,而且粘度出现显著的下降。2.以乙二醇和氯化胆碱为电解质,组装了Fe-V液流电池。实验过程中,尝试了多种离子交换膜,包括自制滤纸膜、均相阴离子交换膜G-1204和Celgard2500。最后确定均相阴离子交换膜G-1204能在该体系中实现离子的传输。最后通过改变电池的温度,测试了温度对电池性能的影响。从实验结果来看,温度升高极大的提高电池的能量效率,同时也降低了电池的内阻。主要原因是电解质的物理特性的变化,其粘度随着温度升高不断减小,电导率随温度不断升高。但是也发现了一些问题。该种电池的循环性能很差,很有可能是钒离子在该种溶液中不良的电化学特性所造成的。因此在今后的研究中可能需要加入其它添加剂以改善其电化学特性,或者使用其它更适合该体系的氧化还原活性物质。3.在电解质溶液中分别加入不同浓度的支持电解质,测试了它们对DES溶液特性的影响。研究结果表明,虽然碳酸二甲酯（DMC）和碳酸乙烯酯（EC）以及乙酸乙酯（EA）的加入都降低了溶液的粘度,但是在电化学性能方面出现了较大的差异。从CV曲线上看出,当DMC和EC加入时,随着浓度的升高,铁离子的氧化与还原峰之间的电势差减小,峰电流也得到增大,铁离子的氧化还原性能都到提升。而当加入EA时,峰电势之差先是减小,随后不断变大,同时峰电流的比值则不断减小,氧化和还原反应的速率呈现出巨大的差异。