LiTFSI和LiFSI在电解液中的应用

这两个盐都是酰亚胺类锂盐，具有共同的特点：溶解性极强，吸水后可以自溶解，水解速度慢，耐高温，一定的电压下对集流体有腐蚀性。

LiTFSI［90076-65-6］进入应用的时间比LiFSI［171611-11-3］要早很多年，我最早接触的LiTFSI是日本森田化工提供的样品，用于开发低温电解液，当时优化后的用量在1.5%左右，在溶剂中搭配羧酸酯EA，调低EC的含量，调高EMC含量，做出来的电解液低温效果非常好，-20℃放电当时的指标设定为80%,轻松通过. 后来，3M公司也推出了这个产品，名字为HQ-115,在行业内也得到了很多的认可。再后来还有罗地亚在国内生产此添加剂，目前国内做这个比较好的是国泰超威。当时美国同事喜欢把这个盐叫做“imide”,我对此颇有印象。

LiTFSI给我印象最深的就是：因为母体中心原子是带孤对电子的氮原子，一般胺类化合物都是弱碱性甚至是中强的碱性，比如三乙胺、氨 。但是当它连接的二个氢原子或烷基被吸电子的三氟甲基磺酰基（TFS）替代之后， 氨上的氢原子变得非常容易离解，HTFSI显示强酸性，完全来了个大翻转！从而导致LiTFSI是中性的。

根据类似的原理，如果将三氟甲基替换成同样是吸电子的但体积更小的氟原子（少了一个CF 2 ），就得到了LiFSI。二个氟磺酰基（FSO 2 ）连接到氮原子上，NH 3 分子变成了强酸性的HFSI，这是一种无色透明的油状液体，稍显粘稠。HFSI可以用来制备它的盐类，比如Mg(FSI) 2 , Fe(FSI) 2， NaFSI等。 作为强酸强碱盐，它的锂盐LiFSI也是中性的。

LiFSI与LiTFSI对比，也就是这两个端基（F vs CF 3 ）的差别上。 相比较而言，F-S键的稳定性要弱于C-S键，因此F-S键的水解速度更快，耐热能力也是F-S键不如C-S键。我之前做过对比，将LiFSI烘到100℃它会发生明显的变色，但LiTFSI是没有问题的。