双三氟甲磺酰亚胺锂（Lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide，简称 LiTFSI）微溶于水。LiTFSI 在水中的溶解度相对较低。其溶解度大约在 1.4 g/100 mL 水 (25°C) 左右。这个数值远低于许多常见的锂盐（如 LiCl， LiPF₆ 等）。因此，它通常被描述为微溶或难溶于水。
TFSI⁻ 阴离子是一个非常大的、电荷高度分散的阴离子。它的两个强吸电子的三氟甲基（-CF₃）使其具有显著的疏水性（憎水性）。由于阴离子的电荷分散，Li⁺ 阳离子和 TFSI⁻ 阴离子之间的静电吸引力相对较弱，容易形成紧密的离子对，这不利于其在水中的溶解。 TFSI⁻ 阴离子与水分子形成氢键的能力很弱，不像像 Cl⁻或 PF₆⁻那样容易水合。
与其在水中的低溶解度形成鲜明对比的是，LiTFSI 在许多有机溶剂（如碳酸酯类溶剂 EC/DMC/EMC、乙腈、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二氯甲烷、甚至一些低极性溶剂）以及离子液体中具有非常高的溶解度和良好的导电性。正是由于其优异的有机溶剂溶解性、高电导率、宽电化学窗口、良好的热稳定性和化学稳定性，LiTFSI 被广泛用作锂离子电池、超级电容器和其他电化学器件中的电解质盐，尤其是在要求高稳定性的场合（如高温电池、某些固态电池体系）。 它在水溶液中的应用非常有限，主要就是因为它微溶于水且形成的溶液导电性不理想。
双三氟甲磺酰亚胺锂 (LiTFSI) 微溶于水（溶解度约 1.4 g/100mL @ 25°C），这主要是由于其 TFSI⁻ 阴离子强烈的疏水性。然而，它在有机溶剂和离子液体中具有极好的溶解性，是其作为高性能电解质盐的关键特性。
