雙（三氟甲烷）磺酰亞胺鋰的制備及應(yīng)用

毛樹標(biāo)，魏繼興，羅霞，張建君，杜靜，鄭冬芳

（1.浙江省化工研究院有限公司，浙江 杭州 310023；2.中化藍(lán)天集團(tuán)有限公司，浙江 杭州 310051）

雙(三氟甲烷)磺酰亞胺鋰(LiTFSI)，別名：雙（三氟甲烷磺酰）亞胺鋰、雙(三氟甲基磺酰)亞胺鋰等，英文名稱：lithium bis(trifluoromethane)sulfonimide,bis (trifluoromethylsulfonyl)amide lithium salt 等，外觀為白色粉末，CAS 號(hào)：90076-65-6，分子式：C2F6LiNO4S2，相對(duì)分子質(zhì)量：287.09 g/mol，密度：1334 g/cm3，熔點(diǎn)：234 ℃～238 ℃，熱分解溫度（TGA）：375 ℃，自燃溫度：大于420 ℃，pH：7.0～9.5（10 g/L），滅火方法及滅火劑：水、泡沫、二氧化碳(CO2)、干粉。雙(三氟甲烷)磺酰亞胺鋰（圖1）是一種具有良好電化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和應(yīng)用前景的鋰鹽。作為電解質(zhì)，可應(yīng)用于一次鋰電池、二次鋰電池、固態(tài)鋰電池(如鋰金屬聚合物電池)、鋰硫電池等。

圖1 雙（三氟甲烷）磺酰亞胺鋰結(jié)構(gòu)式

雙(三氟甲烷)磺酰亞胺鋰是鋰離子電池電解液的重要成分之一，用作電解液添加劑，可以提高電解液的電化學(xué)穩(wěn)定性，改善高低溫和循環(huán)性能。當(dāng)鋰離子電池暴露在消費(fèi)類電池中典型的高溫下時(shí)，電池性能會(huì)迅速下降，在電網(wǎng)蓄電池中更為常見。在高容量鋰離子電池中使用雙(三氟甲烷)磺酰亞胺鋰作為添加劑，已被證明在50 ℃下循環(huán)300 次后，容量保持率提高了10%。因此，雙(三氟甲烷) 磺酰亞胺鋰在電解液中的濃度為2 wt%～5 wt%時(shí)，提供了一種經(jīng)濟(jì)有效的方法來改善在高溫下循環(huán)時(shí)的電池性能。研究表明，雙(三氟甲烷)磺酰亞胺鋰和碳酸亞乙烯酯（VC）之間存在協(xié)同作用，這兩種添加劑的組合通常最適合提高容量保持率，并減少高溫下電池中阻抗的積累。

在高溫循環(huán)或儲(chǔ)存過程中產(chǎn)生的氣體會(huì)導(dǎo)致鋰離子電池中出現(xiàn)不良排氣，使電池膨脹。使用低濃度的雙(三氟甲烷) 磺酰亞胺鋰可以在電極-電解質(zhì)界面（SEI）上形成保護(hù)層，從而抑制這些氣體可能導(dǎo)致的電化學(xué)反應(yīng)。雙(三氟甲烷)磺酰亞胺鋰作為添加劑，已被證明可以提高電池安全性并延長(zhǎng)電池的使用壽命。因此，雙(三氟甲烷)磺酰亞胺鋰可以實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的電池設(shè)計(jì)，使其熱穩(wěn)定性更高，成本更低。

此外，雙(三氟甲烷)磺酰亞胺鋰還可應(yīng)用于：（1） 采用溶液澆鑄技術(shù)制備凝膠聚合物電解質(zhì)(GPEs)中的離子液體；（2）鋰離子電池組成獨(dú)特的不可燃電解質(zhì)，具有200 ℃以上的熱穩(wěn)定性和極高的遷移數(shù)；（3）作為L(zhǎng)i-O2電池的電解質(zhì)；（4）合成鋰電池的固體聚合物電解質(zhì)等。

鑒于雙（三氟甲烷）磺酰亞胺鋰的優(yōu)良性能及廣泛用途，對(duì)其制備方法及應(yīng)用進(jìn)行較為系統(tǒng)地綜述，具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 LiTFSI 的制備方法

從文獻(xiàn)檢索結(jié)果分析，報(bào)道雙(三氟甲烷)磺酰亞胺鋰制備的主要為專利文獻(xiàn)。專利申請(qǐng)人主要有：浙江大學(xué)、湖南法恩萊特新能源科技有限公司、廣州理文科技有限公司、南京遠(yuǎn)淑醫(yī)藥科技有限公司、衢州市九洲化工有限公司、江蘇優(yōu)普生物化學(xué)科技股份有限公司、江西國(guó)化實(shí)業(yè)有限公司、張家港市山牧新材料技術(shù)開發(fā)有限公司、九江天賜高新材料有限公司以及中船重工（邯鄲）派瑞特種氣體有限公司等。

按申請(qǐng)人公開報(bào)道的雙(三氟甲烷)磺酰亞胺鋰制備方法，簡(jiǎn)述如下。

1.1 浙江大學(xué)

張妍等[1]公開了一種低含水量雙(三氟甲烷)磺酰亞胺鋰的制備方法。將雙(三氟甲烷磺酰)亞胺(HTFSI)與LiOH·H2O 反應(yīng)，產(chǎn)物經(jīng)過濾、真空干燥、重結(jié)晶，得到粉末狀的LiTFSI；將LiTFSI 粉末加入適量有機(jī)溶劑中，在攪拌下混合均勻；LiTFSI 與有機(jī)溶劑發(fā)生絡(luò)合作用形成絡(luò)合結(jié)合體，然后利用半透膜將所含的微量水與絡(luò)合結(jié)合體分離；經(jīng)真空干燥，使所含有機(jī)溶劑被完全蒸干，得到含水量低于0.01%的產(chǎn)品。由于產(chǎn)品含水量更低，適用于鋰鹽在鋰電池技術(shù)中各類應(yīng)用場(chǎng)景，擴(kuò)展了產(chǎn)品適用范圍。處理過程中小分子的雜質(zhì)也被分離，提高了產(chǎn)品的最終純度。具有成本低、環(huán)境友好、能連續(xù)化處理等特點(diǎn)，能夠滿足大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化要求。所用的有機(jī)溶劑是丙醚、異丙醚、正丁醚、異丁醚、戊醚、二苯醚中的至少一種；有機(jī)溶劑與LiTFSI 的摩爾比為1:1～1:3。半透膜為醋酸纖維素膜、芳香族聚酰胺膜等，其微孔孔徑范圍在0.6～0.9 nm 之間，小于絡(luò)合結(jié)合體的尺寸且大于水分子的尺寸。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)勢(shì)：（1） 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的痕量水處理方案，得到的LiTFSI 產(chǎn)品含水量低于0.01%，擴(kuò)展了產(chǎn)品適用范圍。（2）在利用半透膜分離水的同時(shí)，分子尺寸小于水的雜質(zhì)也會(huì)隨水分子一并通過半透膜的微孔，從而實(shí)現(xiàn)分離。因此能進(jìn)一步提高鋰鹽產(chǎn)品的最終純度，為提升鋰電池性能打下良好的基礎(chǔ)。（3）相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)痕量水處理方案，本技術(shù)路線成本低、更加經(jīng)濟(jì)有效，且未大量使用有毒有害藥品，環(huán)境友好，能連續(xù)化處理，滿足大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化要求。

1.2 湖南法恩萊特新能源科技有限公司

邵俊華等[2]公開了一種LiTFSI 的制備方法，制備步驟如下：（1） 在惰性氣體中向含有三氟甲基磺酰氯和催化劑的第一極性溶劑中加入含有氨氣的第二極性溶劑，依次在-5 ℃～5 ℃、20 ℃～25 ℃進(jìn)行反應(yīng)后，加入硫酸，反應(yīng)后棄固相，純化得到雙三氟甲磺酰亞胺。采用的催化劑包括三乙胺和烷基改性的氮代SBA 15；（2） 將雙三氟甲磺酰亞胺與堿性鋰鹽混合反應(yīng)后，純化得到LiTFSI。第一極性溶劑包括異丙醚、乙腈、三氯甲烷、乙醚、氯苯中的至少一種；鋰源包括LiOH、Li2CO3、LiHCO3中的至少一種。該方法具有制備工藝簡(jiǎn)單、反應(yīng)時(shí)間短等特點(diǎn)，LiTFSI 純度達(dá)99%以上、收率達(dá)90%以上。

1.3 廣州理文科技有限公司

陳新滋等[3]將三氟甲磺酰胺與堿金屬鋰鹽中和得到三氟甲磺酰胺鋰鹽，20 min 即可反應(yīng)完全，收率高達(dá)99%。將所得的三氟甲磺酰胺鋰鹽與三氟甲磺酰氯在碳酸鋰、糖精鋰、草酸鋰等鋰鹽的催化作用下反應(yīng)得到純度高達(dá)99.9%、收率高于95%的LiTFSI。具有制備方法方便、安全、低成本、無金屬雜質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。堿金屬鋰鹽與（三氟甲磺）酰胺最佳摩爾比為1.0～1.2:1。LiTFSI 的純化包括以下步驟：LiTFSI 粗產(chǎn)物溶解在適量處理后的無水極性溶劑中，攪拌狀態(tài)下向溶液中緩慢滴加無水CH2Cl2直至有少量的晶體析出，經(jīng)減壓蒸餾除去溶劑，制得白色顆粒狀LiTFSI 純品。反應(yīng)方程式見式（1）～式（2）。

1.4 南京遠(yuǎn)淑醫(yī)藥科技有限公司

金峰等[4]公開了一種LiTFSI 的制備方法，包括以下步驟：（1） 將圖2 中式ⅰ所示的苯甲基胺溶于有機(jī)溶劑中，加入堿性催化劑，與三氟甲基磺酰氯或三氟甲基磺酰氟進(jìn)行磺酰胺反應(yīng)，得到苯甲基雙三氟甲基磺酰胺（式ⅱ）；（2）將式ⅱ溶于有機(jī)溶劑中，在濃硫酸作用下，去苯甲基得到雙三氟甲基磺酰氨（式iii）；（3）在有機(jī)溶劑下，雙三氟甲基磺酰氨與樹脂鋰進(jìn)行離子交換得到最終產(chǎn)物L(fēng)iTFSI。該方法原料廉價(jià)易得，反應(yīng)步驟簡(jiǎn)單，產(chǎn)率高，幾乎無污染，無苛刻和危險(xiǎn)的反應(yīng)條件，產(chǎn)品易提純，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

1.5 衢州市九洲化工有限公司

曾瑜等[5]將三氟甲磺酸鈉經(jīng)氯化、胺基化、酸化、精餾得到高純度的雙三氟磺酰亞胺水溶液，再與堿性鋰源中和反應(yīng)，制得LiTFSI。制備步驟：（1）氯化：在三氟甲磺酸鈉溶液中通入氯氣進(jìn)行氯化反應(yīng)得到三氟甲磺酰氯；（2）氨化：三氟甲磺酰氯與氨氣、縛酸劑、催化劑在極性溶劑中進(jìn)行反應(yīng)得到雙三氟甲磺酰亞胺的有機(jī)胺鹽溶液，反應(yīng)溫度為0 ℃～25 ℃；（3）酸化：向雙三氟甲磺酰亞胺的有機(jī)胺鹽溶液中加入適量硫酸酸化，提純得到雙三氟甲磺酰亞胺純品；（4）鋰化：雙三氟甲磺酰亞胺純品與堿性鋰源進(jìn)行中和反應(yīng)，干燥后即可得到LiTFSI。LiTFSI 純度大于99.9%，總收率不低于90%，對(duì)環(huán)境污染小，易于生產(chǎn)控制，具有良好的工業(yè)化生產(chǎn)前景。

1.6 江西國(guó)化實(shí)業(yè)有限公司

陳紅斌等[6]提供一種LiTFSI 的制備方法：(1)采用三氟甲磺酸為催化劑，以電解法提純高純度的三氟甲磺酰氟；(2) 通過液氮冷卻控制低溫精餾，進(jìn)一步制得高純度的三氟甲磺酰氟，將該氣體冷卻成液體灌裝；(3)采用灌裝的液態(tài)三氟甲磺酰氟為原料制備亞胺鋰及其系列產(chǎn)品。該提純方法替代了傳統(tǒng)的乙醚提純法，避免了乙醚易揮發(fā)及致人昏迷的問題，符合國(guó)際上對(duì)于鋰離子動(dòng)力電池電解液的要求。

1.7 張家港市山牧新材料技術(shù)開發(fā)有限公司

張莉莉[7]公開了一LiTFSI 的制備方法，包括如下步驟：(1)將加入三乙胺的反應(yīng)器冷卻至-65 ℃，溶入一定量的氨，邊攪拌邊滴加CF3SO2Cl，然后在室溫下攪拌4 h，加熱至沸騰，回流反應(yīng)l h，用二氯甲烷提取，并用水洗3 次，有機(jī)液層用MgS04干燥后過濾，取濾液減壓蒸餾，得到(C2H5)3NH(CF3SO2)N 和NH4Cl 的混合物；(2)將步驟(1)中的混合物加濃硫酸酸化后減壓蒸餾，得到二(三氟甲基磺酰)亞胺（(CF3SO2)2NH）；(3)將(CF3SO2)2NH 用適量的無水異丙醚溶解，在室溫下邊攪拌邊緩慢加入化學(xué)純Li2CO3，當(dāng)不再產(chǎn)生C02后，慢慢加熱并利用反應(yīng)器上的冷卻器，維持沸騰回流反應(yīng)2 h，然后用N2氣流冷卻后加入無水MgSO4干燥1 h，將未溶解的MgSO4和Li2CO3減壓濾去，濾液經(jīng)減壓蒸餾得到粗產(chǎn)物，粗產(chǎn)物中加入無水二氯甲烷，析出結(jié)晶，過濾，在150 ℃下干燥得到純凈的LiN(CF3SO2)2產(chǎn)品。用碳酸乙烯酯（EC）+碳酸二甲酯(DMC)配成1 mol/L 電解質(zhì)溶液，電導(dǎo)率可達(dá)1.0×10-2S/cm。在-30 ℃下電導(dǎo)率仍然可達(dá)到1.0×10-3S/cm 以上，在有機(jī)溶劑中易溶解，其溶液呈路易斯酸性，在溶液中的解離度大，離子遷移率高，電導(dǎo)率高。

1.8 九江天賜高新材料有限公司

廖帥玲[8]公開了一種LiTFSI 中結(jié)晶水的脫除方法，包括以下步驟：(1)將一定量二氯亞砜置于容器中；(2)將一定量LiTFSI 充分溶解于適量碳酸二甲酯中；(3)將步驟(2)所得溶液滴加到步驟(1)所述容器中；(4)滴加完成后，將未反應(yīng)完全的二氯亞砜和碳酸二甲酯蒸餾除去，即得到脫除結(jié)晶水的LiTFSI。脫除方法工藝路線簡(jiǎn)單，原料廉價(jià)易得，除水效果明顯。整個(gè)脫除過程中只有二氧化硫氣體和氯化氫氣體產(chǎn)生，不會(huì)產(chǎn)生其他難以分離的雜質(zhì)。

1.9 中船重工（邯鄲）派瑞特種氣體有限公司

共公開3 件專利。涉及LiTFSI 凈化提純裝置、干燥裝置以及基于核磁共振定量測(cè)量LiTFSI的方法。

林坤等[9]提供了一種LiTFSI 凈化提純裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：通過兩個(gè)攪拌機(jī)構(gòu)以及攪拌罐自轉(zhuǎn)的結(jié)合，提升了攪拌混合的效率，降低了攪拌時(shí)間。通過將兩個(gè)攪拌機(jī)構(gòu)高低設(shè)置以及交錯(cuò)設(shè)置，能夠?qū)Σ煌叨群筒煌芏鹊囊后w充分?jǐn)嚢瑁ＷC混合的質(zhì)量。通過調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)保證兩種攪拌機(jī)構(gòu)在攪拌時(shí)進(jìn)行往復(fù)調(diào)節(jié)移動(dòng)，擴(kuò)展了攪拌的區(qū)域和范圍，進(jìn)一步提升攪拌的效率，加強(qiáng)了攪拌效果。不僅可以有效地提升LiTFSI 在制備凈化提純中的融合度，而且降低其混合的時(shí)間，有效地提升了LiTFSI 制備速度和質(zhì)量。

林坤等[10]提供了一種LiTFSI 干燥裝置，包括真空干燥艙。真空干燥艙后端外曲側(cè)面通過焊接固定連接有第一限位環(huán)，第一限位環(huán)后方設(shè)置有第二限位，真空干燥艙曲側(cè)面頂部固定連接有進(jìn)料管，進(jìn)料管內(nèi)部通過法蘭連接設(shè)置有防泄閥。真空干燥艙后端設(shè)置有傾斜抬升結(jié)構(gòu)，傾斜抬升結(jié)構(gòu)包括有承接箍、固定箍和底部軸振蕩片的設(shè)置，可通過超聲波高頻振動(dòng)，使振蕩片帶動(dòng)真空干燥艙進(jìn)行振動(dòng)。干燥過程中，LiTFSI 液體內(nèi)水分經(jīng)振動(dòng)更易提高LiTFSI 冰晶升華的效率，解決了現(xiàn)有裝置未設(shè)置可提高冷凍干燥過程中冰晶升華效率的結(jié)構(gòu)問題。

耿謙等[11]公開了一種基于核磁共振定量測(cè)量LiTFSI 的方法，屬于核磁共振檢測(cè)方法技術(shù)領(lǐng)域。通過測(cè)定LiTFSI 樣品及內(nèi)標(biāo)物的定量目標(biāo)峰在氘代試劑中的縱向弛豫時(shí)間，設(shè)定核磁共振儀的脈沖傾倒角和弛豫延遲時(shí)間，再測(cè)定LiTFSI 樣品及內(nèi)標(biāo)物的定量目標(biāo)峰在氘代試劑中的積分值，從而獲得LiTFSI 樣品中純的LiTFSI 相對(duì)于內(nèi)標(biāo)物的摩爾比。根據(jù)內(nèi)標(biāo)物的質(zhì)量，計(jì)算純LiTFSI 的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算出LiTFSI 樣品的純度。該方法能夠準(zhǔn)確、穩(wěn)定、快速地測(cè)定LiTFSI 的純度。

2 LiTFSI 的應(yīng)用

2.1 凝膠聚合物電解質(zhì)(GPEs)中的離子液體

Sa’adun 等[12]以（1-乙烯基吡咯烷酮-醋酸乙烯酯）共聚物[P（VP-co-VAc）]為主體聚合物，LiTFSI 作為鋰鹽和離子液體，以及1-乙基-3-甲基咪唑雙（三氟甲基磺酰基）亞胺（EMImTFSI），采用溶液澆注技術(shù)制備凝膠聚合物電解質(zhì)（GPE）。研究了離子液體對(duì)離子電導(dǎo)率的影響，發(fā)現(xiàn)含有25 wt% EMImTFSI 的樣品在室溫下的最佳離子電導(dǎo)率為2.14×10-6S·cm-1，表明在聚合物電解質(zhì)體系中加入離子液體會(huì)增加離子電導(dǎo)率。離子電導(dǎo)率在303 K～353 K 的溫度依賴性表現(xiàn)出阿倫尼烏斯圖行為。采用熱重分析（TGA）研究了聚合物電解質(zhì)體系的熱穩(wěn)定性，利用傅里葉變換紅外光譜（FTIR）和X 射線衍射分析（XRD）分別研究了聚合物電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)和形態(tài)特性。研究表明，聚合物電解質(zhì)系統(tǒng)內(nèi)部材料的絡(luò)合，揭示了隨著EMImTFSI 的摻入，無定形部分增加，導(dǎo)致離子電導(dǎo)率增加。

2.2 鋰離子電池不可燃電解質(zhì)

傳統(tǒng)烷基碳酸酯電解液的可燃性，阻礙了大規(guī)模鋰離子電池在運(yùn)輸和電網(wǎng)存儲(chǔ)應(yīng)用中的集成。Wong 等[13]等制備了一種獨(dú)特的不易燃電解液，由低分子量全氟聚醚和LiTFSI 組成。這種電解液在200 ℃以上表現(xiàn)出熱穩(wěn)定性，并且遷移數(shù)（transference number）非常高，至少為0.91（是傳統(tǒng)電解質(zhì)的兩倍多）。用這種電解液制成的Li/LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2電池在恒電流循環(huán)中表現(xiàn)出良好的性能，證實(shí)了作為可充電鋰電池的潛力，提高了安全性和使用壽命。已經(jīng)成功地展示了全氟聚醚(PFPEs)作為開發(fā)本質(zhì)安全鋰電池電解液的選擇。設(shè)計(jì)溶劑化氟化陰離子的電解液與專注于溶解鋰陽離子的既定方法完全不同。通過開發(fā)碳酸甲酯封端的全氟聚醚（PFPE-DMCs），在固有的不易燃材料中提高了與鋰鹽的相容性。所得電解液表現(xiàn)出合理的電導(dǎo)率和前所未有的轉(zhuǎn)移次數(shù)。與標(biāo)準(zhǔn)電池電極兼容提供了無縫集成到當(dāng)前制造基礎(chǔ)設(shè)施的機(jī)會(huì)。盡管仍有許多工作要做，這項(xiàng)工作代表了朝著更安全、高能鋰電池邁出的重要一步，為開發(fā)新的電解液打開了大門，這些電解液可以定制以應(yīng)對(duì)鋰離子技術(shù)的持續(xù)挑戰(zhàn)。

2.3 Li-O2 電池的電解質(zhì)

非質(zhì)子可充電Li-O2電池目前受到很大的關(guān)注，可以提供比傳統(tǒng)鋰離子電池高得多的能量密度。Marinaro 等[14]采用恒電流循環(huán)和電化學(xué)阻抗譜測(cè)試研究了LiTFSI/四甘醇電解液的Li-O2電池的電化學(xué)行為。采用非原位X 射線衍射和掃描電子顯微鏡評(píng)估Li-O2電池操作過程中陰極側(cè)Li2O2顆粒的形成/溶解情況。證明了Li-O2電池運(yùn)行過程中氧電化學(xué)氧化還原反應(yīng)的可逆性。使用LiTFSI/四甘醇二甲醚（四乙二醇二甲醚）電解液可以獲得所需的放電產(chǎn)物，該放電產(chǎn)物被鑒定為L(zhǎng)i2O2。電化學(xué)技術(shù)和異位分析（如X 射線衍射（XRD）和掃描電子顯微鏡（SEM））的結(jié)合使研究人員了解放電歸因于O2的電化學(xué)還原，隨后在充電時(shí)重新氧化。從SEM 圖像可以看出，隨著放電反應(yīng)的進(jìn)展，Li2O2顆粒的空殼結(jié)構(gòu)最初形成，然后轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆畛涞墓腆w結(jié)構(gòu)，表明沉積機(jī)理影響這種轉(zhuǎn)變。

2.4 鋰電池的固體聚合物電解質(zhì)

GOMEZ 等[15]采用能量過濾透射電子顯微鏡（EFTEM） 測(cè)定鋰電池固體聚合物電解質(zhì)中鋰離子的分布。感興趣的電解質(zhì)是雙（三氟甲烷）磺酰亞胺鋰鹽和對(duì)稱聚（苯乙烯嵌段-環(huán)氧乙烷）共聚物（SEO）的混合物。與目前的固體和液體電解質(zhì)相比，SEO/鹽混合物的電導(dǎo)率隨著共聚物分子量的增加而增加。EFTEM 測(cè)定結(jié)果表明，隨著共聚物分子量的增加，鹽越來越多地局限于聚環(huán)氧乙烷（PEO）薄片的中間。使用自洽場(chǎng)理論（SCFT）建模的嵌段共聚物微域中不均勻局部應(yīng)力場(chǎng)的計(jì)算為這一觀察提供了定量解釋。這些應(yīng)力隨著分子量的增加而增加，會(huì)干擾PEO 鏈與PEO 通道壁附近的鋰陽離子協(xié)調(diào)的能力，預(yù)計(jì)離子淌度較低。使用EFTEM 測(cè)量了對(duì)稱SEO 嵌段共聚物中鋰鹽的分布作為分子量的函數(shù)。基于自洽場(chǎng)理論和分子動(dòng)力學(xué)（MD）模擬的論證表明，由于薄片中的局部應(yīng)力不均勻以及Li+配位與這些應(yīng)力之間的耦合，Li+越來越多地局限于PEO 薄片的中間。這種效應(yīng)導(dǎo)致嵌段共聚物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率隨著分子量的增加而意外增加。

封偉等[16]公開了一種LiTFSI-葡萄糖碳量子點(diǎn)固態(tài)電解質(zhì)的制備方法。固態(tài)電解質(zhì)包括高分子聚合物和LiTFSI-葡萄糖碳量子點(diǎn)，高分子聚合物選自聚氧乙烯或聚1,3-二氧戊環(huán)中的一種，其中的LiTFSI-葡萄糖碳量子點(diǎn)的制備方法包括下列步驟：將LiTFSI 5～10 份與葡萄糖10 份溶解于水中，將混合溶液加入水熱反應(yīng)釜中；將水熱反應(yīng)釜置于馬弗爐中，在200 ℃～400 ℃條件下加熱6～24 h，隨后自然冷卻得到LiTFSI-葡萄糖碳量子點(diǎn)水溶液；對(duì)LiTFSI-葡萄糖碳量子點(diǎn)水溶液進(jìn)行冷凍干燥處理，得到干燥的LiTFSI-葡萄糖碳量子點(diǎn)。制備得到的LiTFSI-葡萄糖碳量子點(diǎn)固態(tài)電解質(zhì)，碳量子點(diǎn)有效地保留了LiTFSI 結(jié)構(gòu)，同時(shí)構(gòu)造出葡萄糖碳化后的碳量子點(diǎn)骨架結(jié)構(gòu)。碳量子點(diǎn)兼具磺酰亞胺基對(duì)電子的高離域以及碳量子點(diǎn)的大尺寸特性。在電化學(xué)反應(yīng)過程中，鋰離子能較好地解離，同時(shí)碳量子點(diǎn)陰離子由于尺寸效應(yīng)難以移動(dòng)，達(dá)到制備高鋰離子遷移數(shù)和離子電導(dǎo)率固態(tài)電解質(zhì)的目的。

王旭峰[17]通過在純聚環(huán)氧乙烷（PEO）電解質(zhì)中引入功能性填料，開發(fā)了一種新型PEO 基復(fù)合電解質(zhì)（CPE-FA）（CPE，composite polymer electrolyte），并將其應(yīng)用于固態(tài)鋰電池。該P(yáng)EO 基復(fù)合電解質(zhì)以經(jīng)過處理后的亞微米/微米粉煤灰顆粒（FA）作為無機(jī)填料，PEO 作為基體，LiTFSI 作為鋰鹽。添加FA 填料后，Li+遷移數(shù)由0.21 增加到0.37，電化學(xué)穩(wěn)定性窗口達(dá)到5.20 V。由于FA填料與TFSI-之間的相互作用，TFSI-被牢牢地固定在FA 顆粒周圍，降低了向正極側(cè)遷移的TFSI-的濃度，從而有效地緩解了TFSI-氧化分解帶來的界面副反應(yīng)。LiFePO4||CPE-FA||Li 全固態(tài)鋰電池表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)性能：在30 ℃和0.5C 測(cè)試條件下，LiFePO4||CPEFA ||Li 全固態(tài)鋰電池經(jīng)過350 次充放電循環(huán)后，容量保持率高達(dá)94.5%；在60 ℃和1C 測(cè)試條件下，經(jīng)過100 次循環(huán)后，LiFePO4||CPE-FA||Li 全固態(tài)鋰電池的容量保持率為94.6%。具有三明治結(jié)構(gòu)的軟包電池（LiFePO4||CPE-FA||Li）在經(jīng)過穿刺、剪切和折疊破壞性實(shí)驗(yàn)后，電池依然能夠點(diǎn)亮二極管，展現(xiàn)出高的安全性。

3 結(jié)論

（1）雙(三氟甲烷)磺酰亞胺鋰是一種高純度電解質(zhì)鹽，非常適合用于可充電鋰離子和鋰聚合物電池以及一次鋰電池。雙(三氟甲烷)磺酰亞胺鋰廣泛用作LiPF6基電解液中低濃度的電解質(zhì)添加劑，以提高高容量可充電鋰離子電池的性能和壽命。由于其高導(dǎo)電性、溶解性和熱穩(wěn)定性，雙(三氟甲烷) 磺酰亞胺鋰也是可充電鋰聚合物和一次鋰電池系統(tǒng)的理想支持電解質(zhì)鹽。

（2）雙(三氟甲烷)磺酰亞胺鋰產(chǎn)業(yè)化需要攻克的技術(shù)難點(diǎn)包括：制備工藝路線的選擇，產(chǎn)品分離及提純，雜質(zhì)含量控制及檢測(cè)。

（3）電池級(jí)雙（三氟甲烷）磺酰亞胺鋰為超高純度產(chǎn)品。非電池級(jí)產(chǎn)品適用于離子液體、抗靜電和其他工業(yè)應(yīng)用。