在日益增长的能源需求压力与环境要求逐渐提升的条件双重作用下,新能源技术逐渐得到发展。为了能够合理有效利用相关新能源,储能技术是其中关键一环。氧化还原电池凭借其可灵活设计运用的优势,获得了长足的发展。本文针对锌镍单液流电池的浓差极化与副反应产生氧气阻碍进一步反应的现象,采用格子玻尔兹曼方法从孔隙尺度对其多孔正极进行研究,主要研究成果如下所示:1.建立两种处于充电过程中的锌镍单液流电池多孔正极的传质与反应模型,分别通过常数和固液相电势来表征实际电场,并与电极内部的流场和浓度场进行耦合计算,从而探究了锌镍单液流电池多孔正极充电过程中的反应机理。选取充电电流密度,孔隙率,电极厚度作为参考变量,研究不同情况下的电极内部传输与反应机理。经验证,考虑固液相电位的模型能够较好的体现电极内部反应速率的差异,从而更加精确的反映电极内部传输与反应机理。研究了电极骨架形貌对反应过程的影响。结果表明,电极厚度对电极内部极化现象影响最大;增大充电电流密度能提高反应电流密度,且浓差极化现象更明显;降低孔隙率时,反应面积减小,反应速率降低,浓差极化现象增大。2.基于shan-chen模型提出一种描述瞬态条件下锌镍单液流电池烧结镍电极内部传质与主副反应的数值模型,模拟了电池充电过程中的瞬态变化过程,探究了不同电流密度下副反应的发生规律,研究了不同接触角,孔隙率对气泡产生成长脱落及与骨架相互作用的运动规律。采用界面接触长度参数对气泡影响电极内部反应的机理进行探究。研究发现,电流密度越大,副反应起始时间越早;接触角增大,电极内部氧离子脱离骨架更为便捷;孔隙率越大,氧气产生速率越小,脱出难度越大,且孔隙率影响大于接触角。基于上述工作,对锌镍单液流电池多孔正极内部传质与电化学反应机理有了一定新认知。