双三氟甲基磺酰亚胺锂（Lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide，简称 LiTFSI 或 LiNTf₂）是一种重要的锂盐化合物，具有独特的化学和物理性质，广泛应用于电化学领域。
1. 化学结构
分子式：LiC₂F₆NO₄S₂
结构式：Li⁺[N(SO₂CF₃)₂]⁻
由两个三氟甲基磺酰基（SO₂CF₃）连接到一个亚胺基（N⁻）上，形成稳定的阴离子，锂离子（Li⁺）作为对阳离子。
2. 物理性质
熔点：约 234–236°C，具有较高的热稳定性。
溶解性：
易溶于极性有机溶剂（如碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、乙腈、四氢呋喃等）。
在水中溶解度较低，且可能缓慢水解（需避免长期接触水分）。
离子电导率：在有机电解液中表现出较高的锂离子迁移能力，适合作为电解质盐。
3. 化学特性
稳定性：
热稳定性：优于传统锂盐（如 LiPF₆），可在高温下保持稳定。
电化学窗口：宽（约 3.5–4.5 V vs. Li/Li⁺），适合高电压电池体系。
抗水解性：优于 LiPF₆，但仍需避免长期暴露于潮湿环境。
腐蚀性：对铝集流体可能有一定腐蚀性，需通过添加剂或表面处理缓解。
4. 主要应用
锂离子电池：
作为 电解质盐，用于液态或聚合物电解质，提升高温性能和循环寿命。
适用于 固态电池 和 准固态电解质（如与离子液体结合）。
超级电容器：提供高离子导电性和稳定性。
其他领域：
有机合成：作为路易斯酸催化剂。
离子液体：作为阴离子组分（如与咪唑类阳离子结合）。
5. 优点与局限性
优点：
高热/化学稳定性，宽电化学窗口。
高离子电导率，适配多种溶剂体系。
局限性：
成本较高（对比 LiPF₆）。
可能腐蚀铝集流体，需配合缓蚀剂使用。
6. 合成方法
通常通过双（三氟甲基磺酰）亚胺（HTFSI）与锂化合物（如 Li₂CO₃ 或 LiOH）反应制备，经纯化得到高纯度产物。
7. 安全与储存
毒性：低毒，但需避免吸入粉尘或接触皮肤。
储存：需防潮密封，存放于干燥阴凉处。
分解风险：高温下可能释放 HF，需注意防护。
LiTFSI 是高性能锂电池及其他电化学装置中的关键材料，其优异的稳定性与导电性使其在高电压、高温场景中表现突出。尽管存在成本与腐蚀性挑战，但其在新能源领域的应用前景广阔。
