全钒氧化还原液流电池作为一种新型的绿色大型储能电池，具有能实现快速充电和大电流密度放电、真正意义上的深放电（100%）、电容量易于增加、使用寿命长和操作、维护简单等特点，所以倍受关注而得到了很大的发展，正逐步走向实用化。如何制备高纯度的钒液流电解质、进一步提高钒电池的能量密度和效率，提高其充放电性能，是钒电池实用化过程中需要解决的问题。因此，选择合适的电极材料，进一步探讨钒离子的电极反应机理，研究钒电池在充放电过程的变化，适当选择并探讨添加剂对钒电池电行为和性能的影响，对进一步改善和提高钒电池的电性能以及钒电池的实用化具有重要的理论意义和实用价值。本论文主要利用电解法制备了高浓度的钒液流电解质，自制了石墨电极、石墨毡电极，并对自制电极进行了改性，制成了实验室水平的模型钒电池。利用循环伏安法、恒电流阶跃法、恒电流充放电循环等电化学方法，探讨了电解法制备钒液流电解质的反应机理，考察了钒的电极反应、电极表面活化处理对钒的电极反应的影响，结合电极反应分析了活化的机理；还考察了钒电池初次充电活化过程及恒流充/放电循环的电性能；并且考察了添加锑离子、铟离子对钒电池电性能特别是析氢行为的影响。实验表明：电解法可以制得高达5mol/LVOSO4+5 mol/LH2SO4的高浓度钒液流电解质，适宜于大规模生产，有利于钒电池的实用化。电极的表面状况严重影响着钒离子的电极过程，甚至可逆性，对石墨电极用重铬酸钾溶液或加热处理后，提高了钒在石墨电极的反应活性和可逆性，V(Ⅳ)/V(Ⅴ)和V(Ⅱ)/V(Ⅲ)电对在活化处理的石墨电极上的氧化还原反应为单电子准可逆过程，自制的钒电池能够实现大电流充放电。钒电池充电末期，会发生水的电解反应，痕量铟离子的加入提高了析氢过电位，抑制了充电过程中负极氢气的析出；锑离子的加入不仅可以抑制氢气的析出，还提高了正极反应速率，增强了正极表面的稳定性。实验中得到的最高质量比能量为21 Wh/kg，充放电过程中仅有极少的交叉混合和自放电发生，自制钒电池的容量效率可高达94.7%