为什么说三氟甲基亚磺酸锂是锂电池的救星？

2025年2月初，复旦大学高分子科学系、聚合物分子工程全国重点实验室、纤维材料与器件研究院、高分子科学智能中心彭慧胜/高悦团队的最新研究成果：当锂电池的寿命即将终结时，为它“注射”一针新分子，就能使它恢复原本的充电容量，甚至让原本只能保证6-8年/1000-1500次充放电的电池，可以维持1万次充放电，且电池健康水平与出厂时几乎一样。

这一最新的研究成果，让业界“沸腾”。如果该技术能够实现产业化，或将改写锂电池行业历史，成为锂电池的“救星”。据揭露的成果，这一针的主要物质，是三氟甲基亚磺酸锂（CF3SO2Li）。

三氟甲基亚磺酸锂是怎么的存在？主要生产工艺有哪些？目前中国哪些企业在布局？是否真能成为锂电池行业的“救星”？

一、什么是三氟甲基亚磺酸锂？

三氟甲基亚磺酸锂又称三氟甲基磺酸锂、三氟甲烷磺酸锂，呈现白色粉末状态，是一种常见的锂盐，广泛用于锂离子电池当中。目前三氟甲基亚磺酸锂下游可以应用在锂电池领域中，作为锂载体分子，可以给废旧锂电池补充锂离子，也可应用于锂电池电解液，提升电解液的性能。另外，还可以应用在有机合成领域中。作为重要的三氟甲基化试剂，这一特性使其在药物合成、材料科学等领域得到广泛应用，可用于制备某些具有特殊性能的化合物。

目前有效的生产方法有三条路线，分别是三氟甲磺酸亚胺锂水解法、三氟甲磺酸锂法，和三氟甲磺酰氯法。

三氟甲磺酸亚胺锂水解法：将三氟甲基磺酰亚胺锂与水在一定条件下混合，使发生水解，生成相应的中间产物和酸性物质等。水解后的产物加入合适的还原剂，将水解产物中的部分基团还原，向生成三氟甲基亚磺酸根的方向转化。加入碱性物质如氢氧化锂等进行中和反应，最终生成三氟甲基亚磺酸锂。

三氟甲磺酸锂法：以三氟甲磺酸锂为起始原料，通过酸化反应制备三氟甲磺酸，与氯化试剂反应生成三氟甲磺酰氯，使用还原剂将三氟甲磺酰氯还原为三氟甲亚磺酸，最后用氢氧化锂中和三氟甲亚磺酸，得到三氟甲基亚磺酸锂。

图 1 三氟甲基亚磺酸锂产业链流程图

二、目前中国哪些企业在布局三氟甲基亚磺酸锂？

据了解，目前在国内已有多个企业在布局该产品，但仍未有工业化生产。瑞泰新材与中科院紧密合作，已实现双三氟甲烷磺酰亚胺锂量产，在锂离子电池电解液添加剂等领域拥有了深厚的技术积累和量产经验，与宁德时代、LG新能源等头部电池厂商签订了长期合作协议，计划布局三氟甲基亚磺酸锂。

中船特气三氟甲磺酸锂年产能达到660吨左右，产品纯度可达99.9%，已经通过了比亚迪、松下等知名企业的认证，目前正在积极拓展下游，加大产业链的精细化率，计划向三氟甲基亚磺酸锂产业拓展。

多氟多拥有三氟甲基亚磺酸锂的技术专利，而且在建三氟甲基亚磺酸锂装置，初步计划2025年后投产。

新宙邦拥有相关技术储备并具备合成能力，正在积极申请相关专利，未来也可能实现工业化量产。湖北常鑫盛化三氟甲烷磺酸锂装置年产能约200吨左右，主要供应中小型电解液厂商，具有一定的生产技术基础和经验，存在向三氟甲基亚磺酸锂领域拓展的可能。武汉卡诺斯科技可以提供工业级三氟甲磺酸锂，纯度达到99.5%，未来存在拓展三氟甲基亚磺酸锂装置的可能。

三、目前国外哪些企业在布局三氟甲基亚磺酸锂？

据了解，国外很早就已布局三氟甲基亚磺酸锂，代表企业有默克集团、巴斯夫、住友化学、三星、东京化成工业株式会社、阿塞尔等，其中的多个企业是以试剂形式供应。

默克集团在含氟锂盐领域的研发与生产具备技术储备，并且在全球具有较大影响力。在其公司官方交易平台中，明确提及有三氟甲磺酸锂及盐的供应，全部被应用在锂离子电池电解液和聚合物电解质领域。

巴斯夫是全球最大的化工企业，在锂电池电解液添加剂领域布局广泛，已量产双三氟甲基磺酰亚胺锂（LiTFSI）等新型锂盐，并且巴斯夫与瑞泰新材等中国企业在LiTFSI领域存在合作，技术路线延伸至三氟甲基亚磺酸锂的研发，存在生产三氟甲基亚磺酸锂的可能。

日本住友化学在含氟精细化学品领域具有深厚积累，其子公司大金工业的氟化工技术全球领先，此外住友化学近年来加速布局高附加值氟系锂盐，这也是住友化学的战略发展方向，它也存在生产三氟甲基亚磺酸锂的可能。

四、三氟甲基亚磺酸锂是否真能成为锂电池行业的“救星”？

目前限制锂电池行业发展的因素，一方面是技术发展受限，能量密度提升有限。另一方面是成本居高不下，原材料受制于国外。三是安全难于控制，火灾事故频发。四是市场竞争激烈，政策法规压力较大。

目前主流的磷酸铁锂电池能量密度在200Wh/kg以下，三元锂电池在200-300Wh/kg之间，难以满足如电动飞机、长续航电动汽车等对高能量密度电池的需求。而且充电倍率性能主要受锂离子迁移速度影响，目前主要集中在提高电解质离子电导率、改善正负极与集流体之间的接触内阻等方面的研究，但是进展缓慢。

另外，随着锂电池容量增大，散热能力下降，电池发生火灾的概率加大。锂电池燃烧时还会释放大量有毒气体，且火势蔓延迅速，造成较大的危险。目前对于锂电池的研究方向之一，在于保证锂电池效率的同时，如何降低自燃的概率。

三氟甲基亚磺酸锂的电池材料特性，很大程度上弥补了锂电池发展的瓶颈。三氟甲基亚磺酸锂作为锂载体分子，可注入电池精准补充锂离子，使电池循环寿命提升到12000至60000圈，充放电上万次后仍能保持96%的容量，大大延长了电池的使用寿命，这也是复旦大学的主要研究成果。三氟甲基亚磺酸锂解决了锂电池回收、寿命降低、成本居高不下的发展瓶颈。

三氟甲基亚磺酸锂能溶于常规电解液，与石墨、硅碳负极及各类正极材料都能完美适配，可应用于软包、圆柱、方壳和纤维状等多种锂离子电池器件，使其可以用在各种锂电池的领域。

由于三氟甲基亚磺酸锂暂未工业化生产，从实验室到工业化的发展仍有一定的距离。另外，目前还存在安全性验证、市场接受程度以及标准制定的诸多问题，三氟甲基亚磺酸锂想要完全解决锂电池发展瓶颈，即使发展顺利，可能也需要3-5年的时间。

来源：化工平头哥