水系電解液，是以水為溶劑的電解液，具有成本低、安全性高、環(huán)境友好等優(yōu)點，可以應(yīng)用在水系鋰離子電池、水系鈉離子電池、水系鉀離子電池、水系鋅離子電池、水系鎂離子電池等水系電池制造領(lǐng)域。
　　電解液是二次電池的重要組成部分，功能是在正負(fù)極之間傳遞離子，其性能直接影響電池的能量密度、循環(huán)壽命、安全性。鋰離子電池為目前市場主流二次電池，其電解液通常采用有機電解液。有機電解液能夠滿足鋰離子電池高能量密度、高充放電性能需求，但存在易燃易爆、環(huán)境污染等問題。
　　水系電解液不可燃燒、安全性高，無毒性、對環(huán)境友好，并且離子電導(dǎo)率高、成本較低。但水系電解液電化學(xué)窗口較窄，難以匹配高電壓電極，高電壓下應(yīng)用受到限制，并且要求金屬電極材料不會與水發(fā)生電解反應(yīng)。“鹽包水”是一種常見的水系電解液解決方案，可以提高水系電解液電化學(xué)窗口。
　　“鹽包水”水系電解液，是在極少量水中溶解高濃度鹽，形成高濃度電解液，其中不含游離水，大幅降低了水被電解為氫氣、氧氣的可能性，這種水系電解液在寬電壓范圍內(nèi)具有高穩(wěn)定性。但“鹽包水”水系電解液擁有濃度極限，并且存在電解液粘度增加、析氣等問題。
　　美國馬里蘭大學(xué)王春生團隊在水系電解液領(lǐng)域研究成果較多。2015年，該團隊開發(fā)出21m“鹽包水”電解液，將電壓窗口拓寬至3.0V；2022年，該團隊在4.5m低濃度LiTFSI條件下將水系電解液電化學(xué)穩(wěn)定性窗口擴大到3.3V；2025年4月，該團隊提出“水系/非水系電解液”混合體系，將電化學(xué)窗口擴展至4.9V。
　　水系電解液與固態(tài)電解質(zhì)是提升二次電池安全性、能量密度的兩條重要技術(shù)路線。固態(tài)電解質(zhì)是鋰離子電池電解液研究熱點之一，其具有能量密度高、熱穩(wěn)定性好、抑制鋰枝晶生長、無泄露危險、燃燒爆炸風(fēng)險低等優(yōu)點，但也存在成本較高、在潮濕空氣中易發(fā)生副反應(yīng)、高電壓下界面不穩(wěn)定等問題。
   因此，雖然我國固態(tài)電解質(zhì)研究與應(yīng)用熱情高漲，但水系電解液技術(shù)研究進展仍在持續(xù)。2024年8，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)公開了一項名為“一種鋅離子電池用水系電解液及基于其的鋅離子電池”的專利；2025年1月，超威電源集團有限公司公開了一項名為“一種水系電解液及其制備方法及水系電池”的專利，解決了現(xiàn)有水系電解液容易腐蝕鋁集流體的問題。