Les batteries Li-ion sont essentielles pour les appareils électroniques portables et les véhicules électriques, offrant une densité d'énergie élevée jusqu'à 400 Wh kg−1. Cependant, leurs électrolytes organiques inflammables et toxiques posent des défis de durabilité. La recherche se tourne donc vers des batteries alternatives avec des matériaux abondants et économiques. Les batteries aqueuses à base de métaux alcalins et à ions zinc apparaissent comme des options plus sûres et durables. L'eau, non inflammable et économique, offre des avantages, mais sa réactivité et sa fenêtre de stabilité électrochimique (FSE) étroite de 1,23 V posent des défis. L'ingénierie des électrolytes, avec des stratégies comme la super-concentration, la dilution avec des solvants organiques et les additifs, est cruciale pour relever ces défis. Cependant, la réactivité de l'eau reste problématique, surtout à l'anode où elle concurrence l'intercalation des ions (lithium) ou le stripping et le plating du métal (zinc). Les acides aminés ont été étudiés comme additifs pour moduler les liaisons hydrogène de l'eau et affecter la cinétique de la dissociation de l'eau. Certains électrolytes prometteurs ont montré de faibles performances de cyclage dans les cellules Li-ion complètes. Cependant, certains acides aminés, comme l'acide aspartique (Asp) et l'acide glutamique (Glu), tamponnent efficacement la dynamique acide/base et maintiennent la réduction de H3O+ à des densités de courant élevées. Cette étude met en évidence l'interaction entre le pH, le pKa et la cinétique de la réaction d'évolution de l'hydrogène (HER), montrant le potentiel des acides aminés pour explorer cette relation. Une nouvelle approche pour concevoir des sels pour les électrolytes de batteries aqueuses combine des ions chaotropes tels que les cations guanidinium (Gdm+) avec les anions bis(trifluorométhanesulfonyl)imide (TFSI-). Le nouveau sel GdmTFSI perturbe les liaisons hydrogène de l'eau, augmentant la FSE de 0,25 V par rapport aux solutions de LiTFSI aux mêmes concentrations. Pour résoudre les problèmes des électrolytes aqueux, des sels d'oligoéthers de zinc avec des longueurs de chaîne variables ont été synthétisés et utilisés comme additifs dans les batteries à ions zinc. Ces sels, ajoutés à une solution de 2 M ZnSO4(aq), ont augmenté le temps de cycle des cellules symétriques Zn de 200 à plus de 1000 heures en améliorant la morphologie de l'électrodéposition de Zn et en empêchant la croissance des dendrites. L'additif le plus performant, Zn(MEEA)2, ajouté à un électrolyte breveté contenant de l'urée pour les cellules Zn || MnO2 complètes, a triplé la durée de vie des cycles par rapport à l'électrolyte sans l'additif. L'acide perylène-3,4,9,10-tétracarboxylique diimide (PTCDI) a été évalué comme matériau organique redox-actif (ROM) pour les batteries Li-ion aqueuses (ALIB). Malgré sa haute conductivité et sa faible solubilité dans l'eau, le PTCDI n'avait pas été utilisé dans les électrolytes aqueux pour les batteries Li-ion. En utilisant diverses techniques telles que l'IR ex-situ, la DRX ex-situ et l'EQCM, le mécanisme de compensation de charge a été déterminé. La concentration du sel et le choix de l'anion se sont révélés cruciaux pour la stabilité à long terme, où une solution de 1 mol/kg de LiTFSI(aq) a conservé 90 % de sa capacité après 1000 cycles à un taux de charge de 1C, ce qui est très favorable comparé à d'autres exemples de PTCDI dans la littérature. Cette thèse propose plusieurs solutions aux défis des batteries aqueuses grâce à l'ingénierie des électrolytes. Les travaux futurs peuvent approfondir les fondamentaux de la dissociation de l'eau, prévenir la formation de dendrites dans les batteries à métal zinc, et explorer le potentiel des matériaux organiques redox-actifs pour s'éloigner des électrolytes aqueux super-concentrés.