近年来，全球经济发展迅速，社会对能源的需求也在不断增加。此外，传统的化石能源正在迅速耗尽，其使用对全球生态平衡产生了巨大的影响。因此，许多国家已经开始开发一些对环境危害最小或不严重的清洁和可再生能源，如风能、太阳能、地热能、潮汐能等。然而，大多数可再生能源是间歇性的和不稳定的，需要一个有效的大规模能源存储/转换系统来顺利地将能源与电网集成。可充电离子电池具有往返效率高、运行环保、功率和能量输出可调、维护简单等优点，被认为是最具竞争力的高储能系统。
目前，商用锂离子电池(LIBs)因其高能量密度、良好的循环稳定性和高能效，在储能领域占据主导地位，为我们的生活带来了极大的便利。然而，传统的有机电解质具有剧毒和易燃性，具有很大的安全隐患。与有机电解质相比，水溶液电解质具有成本低、制造方便、离子电导率高、安全等优点。因此，水性可充电电池(ARBs)成为近年来科学研究和工业发展的热点。到目前为止，ARBs主要基于不同的金属离子，包括碱金属离子(Li+、Na+和K+)和多价金属离子(Zn2+、Mg2+、Ca2+和Al3+等)。然而，对于arb的实际应用，其能量密度和寿命仍需进一步提高。它们的能量密度主要受水电解质狭窄的电化学稳定窗口(ESW)(⩽1.23V)的限制，超过此窗口后水会分解为H2和O2.此外，还研究了电极在水中电极材料的选择。
一个由电子科技大学、湖南大学、上海大学、哈尔滨工程大学、南通大学等11所科研机构的科研人员组成的研究团队总结了水性可充电电池当前和未来面临的科技挑战，包括水性Li/Na/K/Mg/Ca/Al/-ion电池，水性液流电池和光响应电池。此外，研究还讨论了这些电池发展的潜在方向和前景。最后，考虑到各种技术及其相关的技术挑战，研究描绘了2022年水性电池发展路线图。
该路线图总结了各种ARBs的现状，包括水溶液Li/Na/K/Mg/Ca/Al/-离子电池、水流电池和光响应电池。本文的每一部分都关注ARB当前和未来面临的挑战，以及利用先进的科学知识来解决这些挑战，提高电池的电化学性能。研究邀请了各种ARB的主要研究人员就这些问题发表意见，并提供他们对这些领域的看法。最后，我们希望该路线图能够为下一代可靠的ARB的实际应用提供一个关于设计原则和路线图的视角。
