到2050年，全球能源消耗預計將增長近50%，這對當前的電池技術提出了巨大的挑戰。盡管鋰離子系統仍占據主導地位，但新興電池化學體系（如氧化還原液流電池、鋁空氣電池、水系電池）正試圖解決成本、安全性與環境影響問題。然而，水分引起的不穩定性依然是關鍵難題。研究發現，與總含水量相比，水分活度能更準確預測電解液性能變化。通過控制水分活度，制造商可以提高電池壽命并防止因水分引起的故障。

隨著美***能源信息署預測到2050年全球能源需求可能幾乎翻倍，對大規模、高可靠性的儲能系統的需求變得愈加迫切。盡管鋰離子電池仍是核心技術，但它們面臨材料和可擴展性方面的挑戰，這促使人們對諸如水基（即水溶性）系統等替代方案產生濃厚興趣。

?氧化還原液流電池使用可氧化還原的電解液，在流經電化學電池時產生電流；

?鋁-空氣電池則利用高密度的鋁陽極與氧氣作為陰極來生成電能，從而實現功率與能量的解耦。

然而，這些替代技術都面臨***個共同難題：難以控制水分含量。如果水分管理不當，在潮濕環境下其性能可能會迅速下降。

2.1 深共熔溶劑與水敏感性

深共熔溶劑（DES）因其低毒性、合成簡單、結構可調而受到廣泛關注。由氫鍵供體與受體（如乙二醇與膽堿氯化物）構成的DES，易吸收空氣中水分，導致氫鍵網絡變化，從而影響電化學穩定性。傳統干燥方法雖能減少水分，但無法區分結合態水與高能態自由水，后者更易參與電化學反應并造成腐蝕。

2.2 水分活度作為指導參數

水分活度（即水的熱力學活性）已被證明比總含水量更可靠地與體系的粘度、電導率或氧化還原電位變化相關聯。

被穩定絡合物化學結合的水通常較為惰性，而即使是微小變化的高能量水，也可能導致腐蝕加劇、電池容量下降，甚至引發相分離。因此，工業界和學術界的研究重點已經從單純“干燥溶劑”轉向***調控水的能量狀態，以期在實驗室和實際應用中獲得更準確、可重復的結。

傳統的干燥方法（例如真空抽吸或篩分）雖然可以降低整體水分含量，但無法判斷有多少水分仍以化學方式結合在溶劑中。

氧化還原液流電池和鋁-空氣電池被認為比鋰離子電池更安全且更具可擴展性，然而，如果水分活度未得到妥善控制，它們的電解液可能會變得不穩定。

即使水分攝入量略微增加，也可能使 ethaline 類型的深共熔溶劑（DES）從幾乎理想的狀態轉變為明顯不理想的狀態。

 這是因為新吸收的水分子會重新排列局部的氫鍵網絡，而這種變化無法通過傳統的總含水量測量方法檢測到。

此外，標準的干燥技術并不能區分水的能量狀態，它們僅僅是去除大部分水分而已。

在水含量較低、體系非理想行為更明顯的條件下，任何殘留的高能量水都可能導致金屬部件腐蝕、擾亂電化學數據，甚至掩蓋真實的溶劑穩定性邊界（如果這些水參與反應）。這種忽視將威脅到那些試圖在成本、安全性或可擴展性方面超越鋰電池的新興電池技術的經濟可行性。

此外，如果不對水分活度進行精確監測，研究人員就有可能誤讀關鍵的電化學結果，從而在制造過程中引入不***致性，縮短設備的使用壽命。