对能源安全和全球变暖的日益关注推动了不可再生的化石燃料不可避免地转变为清洁和丰富的能源资源,如太阳能和风能。然而,这些可再生能源具有固有的间歇性和不可靠性;能源高峰期和需求高峰时期往往不匹配,这给可再生能源广泛融入国家能源网络带来了巨大挑战。解决这些问题需要开发大规模的储能系统,以平衡负荷并削减可再生能源生产的高峰。在各种储能技术中,电化学系统由于缺乏地质/地理限制和满足不同电网功能的能力而势头发展迅猛。锌-空气液流电池由于具有得天独厚的高能量密度,低安全隐患,超高的性价比等优势,成为大规模高效存储能量装置的不二之选。流动的电解液这一设计有助于减轻锌电极的性能降低和空气电极的降解问题。但是,它也存在性能不稳定、寿命短等问题。本论文致力于探究影响电池性能的主要因素并给出提升电池性能的有效策略,其具体内容如下:(1)发现了电池容量效率和储能容量随着电解质溶液流量增大而提升,但当流量达到一定程度时(如180 mL/min),流量对电池性能影响较小;在低温区,电池电压效率随着温度升高而升高,但当温度过高时,电池循环寿命将会大打折扣;(2)本小节先是采用了两种传统的电极结构,对Single A和Double B催化剂分别进行了锌-空气液流电池的性能测试。测试结果与相同条件下的Pt/C+IrO2/C催化剂的电池性能进行对比分析,发现具备替代贵金属铂基催化剂的潜力。此外,还设计了一种新颖的电极结构,将催化层与扩散层合二为一,简化了电极制作过程,优化了电池整体性能,得到高功率密度锌-空气液流电池,为锌-空气液流电池的组装提供了新方案;(3)基于以上两个重大发现,设计制备了具有氧还原和氧析出双功能碳纤维纸担载ZIF-8/Fe-Ni一体化电极,在锌-空气液流电池综合性能测试中表现出色,不仅具有低充电电压和高放电电压,并且在长达250小时期间均呈现出良好的稳定性。