化石能源大量消耗而造成的资源短缺及环境污染问题促使人们对可再生能源的需求日益增加。鉴于对可再生能源的间歇性及不连续性,设计高效、低成本的储能系统对于可再生能源的应用来说至关重要。在各种储能技术中,液流电池技术由于功率与容量可调、能量效率高等优点被认为是大规模储能技术中最具前景的技术。低能量密度和窄的电化学窗口在一定程度上限制了水系液流电池的商业化进展,进而促进了非水系液流电池的发展。非水系液流电池电解液不仅可以提供较宽的电化学窗口,同时活性物质在非水溶剂中较大的溶解度也能增加系统的能量密度。本研究以非水溶剂中的一种——低共熔溶剂(DES)作为非水电解液,设计实验对比了不同状况下DES中活性离子的传输情况,并运用数值模拟的方法研究温度对DES液流电池的影响,最后,探讨了两段式改性电极对DES液流电池性能的影响。首先,采用循环伏安法等方法研究了铁离子在乙二醇基DES与尿素基DES中的物理电化学特性及结晶水对铁离子在乙二醇基DES中的物理电化学特性的影响。发现,与尿素基DES相比,乙二醇基DES中铁离子的扩散系数略大;结晶水的存在使得铁离子在DES中的可逆性和反应速率常数提高。全电池测试发现,结晶水存在时液流电池可获得较高的最大功率密度。此结果可为DES液流电池数值模拟提供关键参数及其测试方法。鉴于尿素基DES粘度大,受温度影响较大,利用上述参数的测试方法确定了尿素基DES液流电池的关键物性参数,并建立了一个稳态二维模型,研究温度对尿素基DES液流电池的影响。结果表明:随着温度的升高,电池的过电位逐渐减小;从25℃到55℃泵功率损耗降低了85.71%。数值模拟结果与实验结果吻合良好。因此,此模型可应用于预测基于DES的液流电池的性能,并进一步为非水系液流电池的研究提供理论指导。全电池数值模拟发现,液流电池中,电解液进、出口活性离子的浓度变化较大,导致电池中极化过电位差别较大。鉴于此种情况,可对电极进行两段式改性来进行改善。半电池测试表明,活性离子在改性电极上的可逆性有所提高,欧姆电阻和电荷转移电阻减小;电池功率密度曲线和充放电曲线表明改性电极有利于提高液流电池的性能。