当今社会对于新能源需求日益旺盛,但是风能、潮汐能、地热等新能源的间断性和不稳定性使得人们无法将它们直接并入电网为家庭或商业所用,因此,寻找一种行之有效的储电方式成为可再生能源有效利用的关键。众多储电方式中,基于液流电池的电化学储能技术具有广泛的应用前景。液流电池灵活的模块化设计能够单独调控电池的能量及功率密度,具有材料来源丰富、运行成本低、循环寿命长等众多优势。但是,由于活性材料在电解液中的溶解度有限,使得液流电池的能量密度大大低于锂离子电池。通常基于有机材料和非水相电解液的液流电池具有较水系的电解液更宽的电势窗口,从而能提高电池的工作电压,进而提升电池的能量密度。本文将从寻找和设计合适的有机材料的角度出发,研究如何提高液流电池的工工作电压和能量密度。具体工作如下:1.基于锌低共融晶体在液流电池中的应用研究本章工作中,我们合成了一种过度金属络合物[Fe(phen)3](BF4)2.和一种低共融化合物Zn低共融晶体,这两种材料组建锂离子液流全电池时,电池中可利用的活性离子浓度达到了 3.4 M,容量密度达到了 90 Ah·L-1,且电池具有良好的可逆性和稳定性。本文所合成的材料以及组建电池的方法为液流电池的材料选择提供了一种可供参考的方案。2.基于N-苯基吩噻嗪衍生物在液流电池中的应用研究本章工作中,我们设计并合成了四种基于N-苯基吩噻嗪的有机小分子,它们具有良好的电化学特性和溶解性。其中一种有机小分子在与金属锂组成液流电池时,电池对锂工作电压为3.77 V,理论容量高达1.072Ah·L-1。本文的设计策略和电池测试结果为吩噻嗪衍生物的合成及其在液流电池中的应用提供了更多的选择。