本发明提供了一种基于双极膜的解耦水系离子电池系统及其应用；该水系离子电池系统，采用双极膜作为电池隔膜，将解耦水系离子电池系统的阴极和阳极分隔开，形成阳极仓和阴极仓，使电池半反应发生在各自的限域区间内，通过氧化还原反应的解耦设计，使阳极仓的阳极仓电极和阴极仓的阴极仓电极独立地进行氧化还原反应。采用本发明的技术方案，通过基于双极膜的酸碱解耦策略设计的水系离子电池系统，相比于传统的水系电池的配置，具有更灵活的电池设计，特别是将半电池反应分隔开来有利于新型水系电池的设计，通过优化电池组件中不同部分的性能、类型、材料等皆可有效地提升整个电池装置的性能。