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在大规模储能设备中，液流电池（Flow battery）在风能，太阳能等新能源电站的并网输电中起到重要作用，亦是偏远地区备用电源的极佳选择。但是传统液流电池受到离子交换膜的限制，不能大规模的商业化运作。非钒酸性液流电池摆脱了对离子交换膜的依赖，不会因离子互渗而发生交叉污染，为液流电池的发展开辟了崭新的途径，拓展了液流电池的研究范围。单液流酸性Cu-PbO2电池和单液流酸性Cd-PbO2电池是两种重要的非钒酸性液流电池。这两种电池原理相同，各只使用一份电解液。由于电解液既是反应介质，又是能量载体，因此对电池性能的影响非常明显。本论文通过循环伏安（CV）、线性扫描（LSV）、交流阻抗（EIS）等电化学测试方法，对不同浓度的CuSO4-H2SO4电解液及CdSO4-H2SO4电解液进行了优化分析，对比不同组分条件下电解液对电池电极的影响，得出合适的电解液组成范围。继而组装电池，利用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）表面分析手段对测试前后电极表面进行分析，对比不同电解液条件下充放电对电极的影响，最终得到优化后的电解液组成。实验结果表明：1)电解液中各组分含量对电极及电池的影响都非常明显。2)酸性单液流Cu-PbO2电池得到的优化电解液组成为0.6mol/L CuSO4+1.45mol/LH2SO4。3)酸性单液流Cd-PbO2电池得到的优化电解液组成为0.5mol/L CdSO4+1.0mol/L H2SO4。4)优化组装的电池在经过充放电循环稳定后，酸性单液流Cu-PbO2电池的容量效率达到55%，酸性单液流Cd-PbO2电池的容量效率达到71%。