氧化還原反應
水電池的原理主要基於氧化還原反應，通過這種反應實現化學能與電能的轉換。在水電池中，通常使用海水作為電解液，這種電解液中包含的元素可以通過氧化還原反應釋放或吸收電子，從而產生電流。在充電過程中，電池的陽極會接收電子，而陰極則會釋放電子，這樣電子的轉移就形成了電流。放電過程則是相反的，電子從陽極流向陰極，形成電流。
具體到某些類型的水電池，例如可再充電的鋰水電池（ARLB），其陽極通常使用被覆的鋰金屬，而陰極則使用錳酸鋰。在充電過程中，陽極發生氧化反應，釋放出鋰離子，而陰極則發生還原反應，接收鋰離子。放電時，電池內部的化學反應使得電子從陽極流向陰極，形成電流。
此外，有些水電池利用薄膜技術將水中的氫分離出來，這樣在充電過程中，氫氣被分離出來並存儲，而在放電時，氫氣又通過化學反應重新變成水，從而實現氫的循環利用。