在锌镍液流电池的充放电过程中，锌负极是极化主体，而极化不大的是氧化镍正极，因为该电极的电位的变化较小。中国人民解放军防化研究院的研究表明锌在镉基体上沉积的电化学行为不是特别的复杂，析氢过电位高，该结论是通过研究了铜、铅和镉等金属基体对于锌沉积的影响而得出的。同时他们还进行了比较研究，主要内容是比较锌在镍箔、镀镍冲孔钢带及铜箔上的沉积和稳定性。镀镍冲孔钢带和铜箔一样，具有较高的锌沉积效率和析氢过电位，这主要是由于镀镍冲孔钢带的特殊的孔状结构，它改变了Zn(OH)42的扩散模式，有效降低了浓差极化，比较而言，铜在碱溶液中易腐蚀。因此，锌沉积的优选基体材料我们选择镀镍冲孔钢带。组成一个锌镍单液流电池系统，其中将烧结镍电极作为正极，将镀镍冲孔钢带作为负极基体，这样的锌镍单液流电池的平均库伦效率可以达到96%，能量效率可以达到85%。文献综述

1。3。3 锌镍单液流电池的电解液

    承载着正极反应需要的氢氧根离子和负极反应的活性物质的是电解液，而且氧化镍电极的性能还受其所含成份的影响。我们通过氧化镍正极分别在NaOH、KOH和LiOH溶液中进行反应，实验结果表明电极反应性能最好的是使用了KOH溶液。氢氧化钾、氧化锌水溶液及少量添加剂制成了锌镍单液流电池的电解质溶液，加入添加剂的原因是为了保护正极并且阻止锌形成枝晶[18]。一般氢氧化钾浓度是在6~13M，锌浓度在0。6~1。5M。溶液中锌主要存在形式是Zn(OH)42-。

1。3。4 锌镍单液流电池的特点

    锌镍单液流电池的自放电小，循环性能好，平均能量效率在80%以上，平均放电电压在1。65V左右，电池平均库仑效率可达到95%以上。

锌镍单液流电池的优点主要有以下几个：

1)因电解液为碱性溶液，比较容易解决电池材料长期抗腐蚀的问题；

2)电池中只有一个固定电极，电堆结构相对来说不复杂；

3)电池系统较简单，在电解液中只有一个回路；

4)对于价格昂贵的离子交换膜该电池中不需要使用，同时也就不存在离子交叉污染的问题；

5)相对于一点也不便宜的镍材料，该电池中使用的其他材料价格都很便宜，减少成本。

关于锌沉积的问题一直是锌镍液流电池需要解决的重要问题，它包括了在形貌上的控制和锌枝晶的生长的抑制[19]。 

1。4 本课题的研究任务

目前，锌镍氧化还原单液流电池的很多结构参数都需要依靠经验来获得，因为它的研究还不是太成熟的，仍处于开发的阶段，本论文主要是在考虑电解质溶液传质以及其在极板上的电化学反应的影响下，利用COMSOL Multiphysics®对电池极板上的电流进行计算和分析，并达到优化极耳的目的。

要达成这一目的，需要解决以下几个问题：来自~优尔、论文|网www.youerw.com +QQ752018766-

1)分析图纸，分析所给的实物模型；

2)根据掌握的液流电池的相关知识以及对软件COMSOL的了解，初步建立锌镍单液流电池的几何模型、物理模型；

3)利用COMSOL对锌镍单液流电池进行了稳态模拟，研究电池单元内部的三维流动、传质特性，具体包括电解质溶液的速度分布、浓度分布以及电极上的电流密度分布等；

4)通过COMSOL计算分析，获得最终结果图。