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以Fe2+/Fe3+为正极活性物质具有诸多优势,如铁的来源非常丰富,价格低廉,电极反应速率快,无毒、环保、安全等,主要用于Fe/Cr液流电池内。以Zn/Zn2+电对为负极活性物质同样具有诸多优势,如锌的来源也丰富,价格低廉,锌负极具有较高的析氢过电位,电极反应速率快速,能量密度高,电极电位较负。因此以Fe2+/Fe3+vs. Zn/Zn2+为活性物质的Fe/Zn电池将综合Fe/Cr电池和Zn/Zn2+作负极的优势,同时避免了Cr2+/Cr3+用于负极液的不足,是一种成本低、安全、环保、无污染的液流电池。这些特点将为Fe/Zn电池的大范围和大规模应用奠定良好的基础。本论文工作主要围绕了Fe2+/Fe3+所在的正极液的特性和Fe/Zn电池的充放电循环性能展开了研究,具体内容如下：比较了Fe2+/Fe3+电对在HCl、H2SO4和甲基磺酸三种介质内的电化学性能。结果表明,Fe2+/Fe3+电对在HCl介质内的反应动力学优于甲基磺酸和H2SO4介质内的。Fe2、Fe3+在HC1介质内的扩散系数分别为3.732×10-6cm2·s-1、4.423×10-6cm2·s-1。组装了Fe/Zn单电池,在充／放电循环测试中,HCl介质内,电池的放电容量在开始的几个循环中急剧衰减。而MSA体系的充放电稳定性能最优,40mA·cm2时,充电平台为1.58V-1.68V,放电平台为1.32V-1.18V,平均放电容量最高,故选用甲基磺酸作为Fe2+/Fe3+的支持电解质。考察了铂电极上甲基磺酸溶液内Fe2+/Fe3+在不同电解液成分(甲基磺酸浓度1.0mol·dm-3～3.0mol～dm-3,甲基磺酸铁浓度1.0mol·dm-3～2.0mol·dm-3)中的电化学性能。循环伏安曲线的结果表明,Fe2+、Fe3+的扩散系数分别为3.689×10-6cm2·-1、4.333×10-6cm2·s-1电极反应的可逆性与甲基磺酸的浓度、甲基磺酸铁的浓度均有关。提高甲基磺酸的浓度,电极反应的可逆性降低。甲基磺酸铁的浓度大于1.5mol·dm-3时,电极反应的可逆性也降低。考察了正极液内添加NH4Cl、KC1和NaCl,对电解液的电导率、粘度和电化学性能的影响。添加不同氯化物后,电解液的粘度、电导率均增大。循环伏安曲线和充放电测试的结果表明,添加氯化物可以提高电极反应的可逆性和反应动力学；添加氯化物的Fe/Zn电池的能量效率均比原始的高,电流密度为40mA·cm2时,正极液内添加1.0mol·dm-3NH4Cl的电池的平均能量效率为80.15%,比原始的高3.44%。