Endurhlaðanlegar rafhlöðursem nota vatn sem raflausn eru kallaðar vatnsrafhlöður. Í samanburði við aukarafhlöður sem nota lífrænar lausnir sem raflausn, eru þessar rafhlöður ekki aðeins einfaldari í framleiðslu, heldur bjóða þær einnig upp á marga kosti eins og öryggi, hagkvæmni og framúrskarandi-straumhleðsluafköst. Í ljósi þessara eiginleika hafa vatnskenndar rafhlöður sýnt mikla þróunarmöguleika í stórum-orkugeymslukerfum og aflgjafa fyrir rafbíla.
Árið 1994 birti rannsóknarteymi Dahn o.fl. fyrst litíum-jónarafhlöðu með vatnslausn sem raflausn í tímaritinu Science. Jákvætt rafskautsefni þessarar rafhlöðu er LiMn2O4, en neikvæða rafskautið er VO2 og raflausnin sem notuð er er hlutlaus Li2SO4 lausn. Þessi rafhlaða hefur að meðaltali um það bil 1,5V rekstrarspennu og fræðilega sérorku upp á 75 Wh/kg, sem í hagnýtri notkun nálgast 40 Wh/kg. Þetta gildi er hærra en fyrir blý-sýrurafhlöður (u.þ.b. 30 Wh/kg) og er sambærilegt við nikkel-kadmíum rafhlöður, þó stöðugleiki þeirra sé tiltölulega lélegur.
Í kjölfarið, árið 2000, greindi teymi Toki frá Japan frá annarri vatnskenndri litíum-rafhlöðuhönnun, sem notaði LiV3Og sem neikvætt rafskautsefni og LiNiO10.81CO0.19O2 sem jákvætt rafskautsefni, og notaði einnig Li2SVO4lausn sem raflausn.
Árið 2006 greindi rannsóknarhópur undir forystu Chen Liquan fræðimanns frá Eðlisfræðistofnun Kínverska vísindaakademíunnar frá vatnskenndri litíum-jónarafhlöðu sem notar TiPO₄ og LiT₂(PO₃)₃ sem neikvæða rafskautið, LiMnO₄ sem jákvæða rafskautið og LiNO₃ lausnina sem rafskaut.
Árið 2007 gaf rannsóknarteymi prófessors Wu Yuping við Fudan háskólann einnig út vatns-byggða litíum-jónarafhlöðu með LiVOsem neikvæða rafskautið, LiMnO4sem jákvæða rafskautið og LINO sem raflausnin.
Árið 2007 gaf rannsóknarteymi prófessors Wu Yuping við Fudan háskólann einnig út vatns-byggða litíum-jónarafhlöðu með LiVOsem neikvæða rafskautið, LiMnO4sem jákvæða rafskautið og LINO sem raflausnin.
Síðan þá, byggt á hvarfháttum jákvæðra og neikvæðra rafskautaefna, hefur fræðasamfélagið framkvæmt umfangsmiklar rannsóknir á nokkrum litíum-jónarafhlöðumkerfum sem byggjast á vatnskenndum raflausnum.
Þessi kerfi einkennast af því að nota efnasambönd sem geta fléttað saman litíumjónum sem virk efni við bæði jákvæð og neikvæð rafskaut þeirra. Í hleðslu-hleðslulotum geta litíumjónir færst til baka á milli rafskautanna tveggja og náð orkugeymslu og losun. Eins og er stendur vatnskennd litíum-rafhlöðutækni frammi fyrir mörgum hindrunum í þróun hennar. Í samanburði við lífræn raflausn eru efna- og rafefnafræðilegar breytingar sem jóna-fléttandi efnasambönd verða fyrir í vatnskenndum rafhlöðusöltakerfum flóknari og koma auðveldlega af stað ýmsum hliðarhvörfum, þar á meðal en ekki takmarkað við samspil rafskautsefna og vatns eða súrefnis, sam-samtengingu róteinda og málmjóna, rafskauts- og súrefnisupplausnarferlis í vatni.
