双(三氟甲磺酰)亚胺锂(通常称为LiTFSI)及其类似物是锂电池和太阳能电池的关键电解质。然而，通过热化学合成实现LiTFSI的商业化依赖于NH3中间体的使用，这涉及多个催化和纯化过程，导致大量的碳排放。因此，开发一种在温和条件下由N2直接合成LiTFSI的方法变得尤为重要。

中国科学院福建物质结构研究所王耀兵教授团队在《自然催化》发表的研究中，提出了基于Li-N2电池的级联电化学合成策略，实现了多种材料的高效电化学合成。含氮化合物，包括LiTFSI。

具体策略包括在放电过程中将N2催化还原为Li3N，酰化Li3N以形成LiTFSI和副产物LiCl，以及在充电过程中氧化LiCl以完成合成循环。

研究人员通过X射线衍射和低温透射电子显微镜等技术演示了N2电催化还原为Li3N，并证实了Li3N与CF3SO2Cl之间S-N酰化反应的可行性通过核磁共振、质谱和傅里叶变换红外光谱。根据充电过程中甲基橙的颜色从红色到无色的变化，他们证明副产物LiCl被氧化成Cl2。

实验结果表明，在优化条件下，N2催化还原为Li3N的效率达到53.2%，N2转化为LiTFSI的转化效率为48.9%，电化学合成LiTFSI的能量效率达到3.0%。

此外，研究人员利用流通池装置实现了LiTFSI的连续电化学合成，展示了该策略在生产中的实际意义。通过扩大底物范围，他们为直接电化学合成具有不同N-X键(X=S、C等)和金属阳离子(Li+、Zn2+等)类似物提供了途径，证明了策略的可扩展性。

这项研究提出了一种用于含氮化学品实际生产的综合电化学合成方案，为合成具有更高氮原子效率的高端电解质提供了一种有前途的方法。