水系电池因其固有的安全性、低成本和生态友好性，引起了广泛的关注。基于金属载流子(如Li+、Na+、K+、Ca2+、Zn2+、Al3+)的水系电池已被广泛报道。与金属离子相比，非金属铵离子(NH4+)具有资源丰富、摩尔质量低(18 g mol−1)、水合离子尺寸小、扩散动力学快等优点。此外，NH4+具有四面体结构，通过与电极材料形成氢键可以表现出独特的插层化学，这有助于实现优良的电化学性能。因此，水系铵离子电池被认为是一种很有前途的储能器件。
目前为止，各种正极材料，如普鲁士蓝类似物(PBAs)和金属氧化物，已被用于水系铵离子电池。然而，插层型正极材料因其有限的容量(通常为<200 mAh g−1)和较为缓慢的动力学不能满足高性能水系铵离子电池的要求。卤素基转换反应(如Br2/Br-)可以提供高比容量(335 mAh g-1)和较高的氧化还原电位(约1.08 V vs. SHE)。因此，用转换型卤素正极(如Br2/Br-)替代插层型正极可以有效提高能量密度和反应动力学，并避免结构塌陷等问题。另外，对于负极，低成本的有机材料可以容纳大量的铵离子，是一种有潜力的水系铵离子电池负极材料。然而，不可逆的NH4+嵌入不仅会导致电极材料过度膨胀，而且会不断消耗电解液，从而导致循环过程中较低的库仑效率。
基于此，青岛大学刘晓敏教授与唐啸教授团队在国际知名期刊Energy storage Materials上发表题为“Unlocking the potential of ionic liquid-functionalized aqueous electrolytes for aqueous ammonium-bromine/ion batteries”的研究文章。该工作通过使用3,4,9,10-苝四羧酸二酐(PTCDA)有机材料为负极，Br2/Br−氧化还原电对为正极，离子液体基水系溶液(7 mol kg-1waterNH4Br and 1 mol kg-1water ionic liquid (TPABr 或BMIMBr))为电解液构建了水系铵-溴/离子电池(ABBs)。实验研究和理论计算结果表明，离子液体功能化电解液中的有机阳离子(TPA+或BMIM+)与铵离子可以共嵌入PTCDA负极中，从而提高了NH4+存储的可逆性。此外，有机阳离子不仅构建了一个疏水界面层，将水分子从阳极表面排开，而且还通过形成固体络合物(TPABr3)来稳定正极侧的活性物质。因此，水系铵-溴/离子电池在室温和低温下都具有令人满意的电化学性能。
