雙三氟甲磺酰亞胺鋰（Lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide，簡稱 LiTFSI）微溶于水。LiTFSI 在水中的溶解度相對較低。其溶解度大約在 1.4 g/100 mL 水 (25°C) 左右。這個數值遠低于許多常見的鋰鹽（如 LiCl， LiPF? 等）。因此，它通常被描述為微溶或難溶于水。

TFSI? 陰離子是一個非常大的、電荷高度分散的陰離子。它的兩個強吸電子的三氟甲基（-CF?）使其具有顯著的疏水性（憎水性）。由于陰離子的電荷分散，Li? 陽離子和 TFSI? 陰離子之間的靜電吸引力相對較弱，容易形成緊密的離子對，這不利于其在水中的溶解。 TFSI? 陰離子與水分子形成氫鍵的能力很弱，不像像 Cl?或 PF??那樣容易水合。

與其在水中的低溶解度形成鮮明對比的是，LiTFSI 在許多有機溶劑（如碳酸酯類溶劑 EC/DMC/EMC、乙腈、二甲基甲酰胺、四氫呋喃、二氯甲烷、甚至一些低極性溶劑）以及離子液體中具有非常高的溶解度和良好的導電性。正是由于其優異的有機溶劑溶解性、高電導率、寬電化學窗口、良好的熱穩定性和化學穩定性，LiTFSI 被廣泛用作鋰離子電池、超級電容器和其他電化學器件中的電解質鹽，尤其是在要求高穩定性的場合（如高溫電池、某些固態電池體系）。 它在水溶液中的應用非常有限，主要就是因為它微溶于水且形成的溶液導電性不理想。

雙三氟甲磺酰亞胺鋰 (LiTFSI) 微溶于水（溶解度約 1.4 g/100mL @ 25°C），這主要是由于其 TFSI? 陰離子強烈的疏水性。然而，它在有機溶劑和離子液體中具有極好的溶解性，是其作為高性能電解質鹽的關鍵特性。