双三氟甲基磺酰亚胺锂的应用与生产工艺

      双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)，化学式为C2F6LiNO4S2，是一种白色结晶或粉末的有机物。它具有较高的电化学稳定性和电导率，而且在较高的电压（4.2V以上）对铝集流体有腐蚀作用，常用作锂离子电池、有机电解质锂盐。

      双三氟甲基磺酰亚胺锂：简称LiTFSI，是一种具有良好电化学稳定性、热稳定性和应用前景的锂盐。作为电解质，可应用于一次锂电池、二次锂电池、固态锂电池(如锂金属聚合物电池)、锂硫电池等。

      物化性质：白色吸湿的粉末，熔点234-238℃，存储在干燥、阴凉、密闭处、惰性气体的环境中，按规定使用和贮存的不会分解，应避氧化物、潮湿。

      锂离子电池电解质：LiTFSI是锂离子电池中常用的电解质盐，尤其适用于高温电池或需要高稳定性的应用场景。它能提供高的离子导电率，有助于提高电池性能；具有高化学稳定性和抗水解性，适用于多种溶剂（例如有机溶剂、离子液体）；还能改善电解质的耐热性和安全性。

      全固态电池：LiTFSI常用于全固态锂电池中，作为固态电解质的掺杂剂或主要锂源。它可以与固体聚合物（如聚乙二醇）复合，提高固态电解质的离子导电率，应用于高安全性、长寿命的储能系统。

      超级电容器：在超级电容器中，LiTFSI作为电解质，可提高电容器的导电性能和循环寿命。与有机溶剂或离子液体配合，可以形成高稳定性的电解液，适用于高电压、高能量密度的电容器。

      离子液体：LiTFSI可与离子液体结合，形成具有高导电性和热稳定性的混合体系，用于高性能电解质、分离膜或其他高温电化学系统。

      电化学器件：在燃料电池、红氧电池、电化学传感器等领域，LiTFSI可作为离子导体，用于提高电解质溶液的离子导电率和电化学稳定窗口。

      高分子电解质：LiTFSI可与聚合物材料（如聚环氧乙烷）混合，形成高导电性的高分子电解质，应用于柔性电子设备、可穿戴设备等。

      有机化学与催化剂：LiTFSI在有机合成中作为强酸、催化剂或配体稳定剂，促进特定化学反应，如在水解、氧化还原反应和多相催化中表现出优异性能。

      其他应用：LiTFSI还可用于制备高纯度薄膜、涂层和其他功能材料，适用于光伏器件、光电化学电池等。此外，它还可用于通过对应的三氟甲基磺酸盐的阴离子置换反应制备手性咪唑鎓盐。

      在A股市场中，量产LiTFSI(双三氟甲烷磺酰亚胺锂)的公司主要是瑞泰新材(股票代码:SZ301238)。瑞泰新材是目前A股市场唯一可以量产LiTFSI的公司，该产品在固态锂离子电池等新型电池中已形成批量销售。LiTFSI作为一种新型锂盐，具有电导率高、电化学稳定性好等优势，在锂电池领域拥有广阔的应用前景。特别是在固态电池领域，LiTFSI因其优异的性能被认为是关键的原材料之一。

      然而，LiTFSI的生产存在一定的壁垒，主要包括以下几个方面:

      1.技术壁垒:LiTFSI的合成工艺相对复杂，需要精确控制反应条件和步骤，以确保产品的纯度和性能。合成过程中可能涉及到多步化学反应，此外，还需要对合成过程中的副产品进行有效处理，以达到环保要求。

      2.原料供应:LiTFSI的生产需要特定的原料，这些原料的供应稳定性和价格波动可能影响LiTFSI的生产成本和产量。

      3.设备投资:生产LiTFSI需要特定的生产设备和设施，同时，为了保证产品质量和生产安全，还需要持续的设备维护和更新。

      4.市场需求:虽然LiTFSI在固态电池等领域具有潜在的广泛应用，但目前市场对LiTFSI的需求尚未完全释放，企业需要根据市场发展趋势进行产能规划和布局。这报道是瑞泰子公司超威新材的，时间是2017年10月，那时LiTFSI全世界只有三家企业可生产，全国只有超威新材一家，6年过去了，估计整个格局依然不变，固态电池打开了LiTFSI的应用空间。这种产品以前用途少，所以很少企业肯投钱去研究，超威突破了技术后等了6年才迎来了量产，其他企业要开始研发估计也要时间。

      综上所述，LiTFSI的生产壁垒主要体现在技术难度、原料供应、设备投资、市场需求以及专利保护等方面，瑞泰新材作为目前A股市场中能够量产LiTFSI的企业，其在这些方面的突破和优势是其在市场中占据领先地位的关键。随着固态电池技术的不断发展和市场需求的增长，预计LiTFSI的生产壁垒将逐步降低，吸引更多企业进入该领域。

      查到了衢州市九州新材料有限公司2000t/a双三氟甲基磺酰亚胺锂报告书

      除了泰瑞新材，衢州市九州新材料是另一家生产LiTFSI项目的公司，应该是看好固态电池电解质LITFSI，所以上此项目。

      目前国内外合成LiTFSI的通常离不开CF₃SO₂-R(R=Cl、F、NH₂、OH)等，核心反应大都是三氟甲基磺酰胺再与三氟甲基磺酰卤反应制得双三氟甲基磺酰亚胺，进一步锂化制得LiTFSI,或者由三氟甲基磺酸制得三氟甲基磺酰卤再进一步反应。目前在工艺上的不同主要大致体现在缚酸剂、溶剂或锂盐的选择方面。

目前大部分企业采用的工艺是使用三氟甲基磺酰卤CF₃SO₂-R(R=Cl、F)等作为原料，与氮源反应制得三氟甲基磺酰胺再进一步反应，与其相比，该团队采用的新工艺的优势在于：

      采用甲基磺酸为原料合成双三氟甲基磺酰亚胺锂,原料易得、成本低廉，生产过程简单，操作方便，是一种经济、实用的合成方法，为大规模工业化生产提供了可行的技术支持。

      本工艺采用的电化学氟化(ECF，Simons过程)已被证明是一种将无氟和部分含氟有机化合物转化为全氟有机化合物的有力方法。目前已成功地用于三氟磺酸等重要含氟化合物的大规模工业化生产。

       在全球市场中，亚太地区为LiTFSI最大消费市场，占比达到近八成。随着LiTFSI行业景气度不断提高，其市场规模进一步扩大，年均复合增长率约为15%。预计到2029年，全球LiTFSI市场规模将达到3.9亿美元，未来几年年复合增长率为10.5%‌。这表明该市场正在快速增长，并且预计未来几年将持续扩大。

文章来源： 化工产业链、网络等公开信息由电池关键材料编辑整理