本工作以羟基修饰的Viologen衍生物为例，通过控制功能基团和Viologen母核之间的碳链长度，设计制备了系列衍生物结构，并以研究最为普遍的季铵基团修饰的紫罗碱结构作为参照，对电解质进行了系统的电化学表征和液流电池性能测试，通过模拟计算了电解质的前线轨道和分子构型等参数，考察Viologen衍生物结构的差异如何导致其电化学性质和在液流电池中性能的变化。结果表明，Viologen衍生物的电极电势与分子的LUMO轨道能量相关，电化学动力学则取决于LUMO-HOMO轨道能量差，其结构稳定性受到分子的空间构型和表面静电势的共同影响。该工作为Viologen系列电解质的结构设计和初步筛选提供了有力的理论指导。