水溶液锂离子电池是一类新型的二次电池，它使用水溶液电解液代替有机电解液，消除了使用有机电解液而存在的燃烧、爆炸等安全隐患，其在低电压电池如铅酸电池、碱锰电池等领域存在很大的竞争潜力。LiFePO₄作为一种新型锂离子电池正极材料，锂离子在其中能可逆地嵌脱，结构稳定性好，工作电压适中（0.4V vs NHE），处于水的电位稳定区间，同时具有价格低廉、环境友好、循环寿命长等优点，满足作为水溶液锂离子电池正极材料的要求。目前研究集中在LiFePO₄的合成技术及其在非水体系中的充放电行为方面，而对其作为水溶液锂离子电池正极材料的性能研究在国内外鲜有报道。本文首先采用循环伏安法（CV）、充放电测试和X射线衍射（XRD）对LiFePO₄在水溶液中的结构、形貌及电化学性能进行了研究，并探讨了以LiFePO₄和TiO₂为正负极，饱和LiNO₃水溶液为电解液组装成水溶液锂离子电池的可行性。通过交流阻抗法（EIS）探讨了LiFePO₄电极在不同测试条件下的脱嵌锂过程。采用SEM对浸渍前后的电极材料进行表征，并结合充放电测试结果对阻抗谱不同频率区域进行分析，提出了等效电路模型，采用Zview2软件对实验结果进行了拟合，并在此基础上分析了LiFePO₄在饱和LiNO₃水溶液中的电极反应机理。锂离子在活性材料中的扩散系数是电极嵌脱反应中的重要参数，它对于电极的极化以及对电池的充放电性能有较大的影响。目前关于水溶液锂离子电池的基础研究工作仍很薄弱，尤其是电极反应的机理研究更不够。因此，研究水溶液体系中锂离子在LiFePO₄电极材料中的扩散性能具有重要的意义。本文借助恒电位间隙滴定技术（PITT）、CV和EIS三种测试方法对LiFePO₄电极材料的电化学嵌脱锂行为进行了研究，分析了相应电极过程动力学和扩散系数。