[發明專利]一種高純度環狀硫酸酯的純化方法

無效

• 申請號: 200710008883.0
• 申請日: 2007-04-26
• 公開（公告）號: CN101293887A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 吳茂祥
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: C07D327/10
• 分類號: C07D327/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明是有關高純度環狀硫酸酯的制備方法。詳細地說是關于環狀硫酸酯粗品在特定的混合溶劑中用析晶的方法精制得到高純度、低殘留酸環狀硫酸酯的制備方法。

背景技術

自從1991年初日本Sony公司生產的鋰離子電池上市以來，鋰離子電池發展十分迅速。由于工作電壓高、體積小、質量輕、比能量高、無記憶效應、無污染，以及自放電小、循環壽命長等優點，備受電池界矚目。眾覽化學電源的發展歷史，任何電源系統在其技術走向成熟之際都要使用添加劑。添加劑的使用可以顯著提高電池的某些宏觀性能，包括電極容量、倍率充放電性能、正負極匹配性能、循環性能或安全性能等。隨著鋰離子電池技術的迅速發展和應用范圍的近一步拓寬，一些關鍵技術有待解決，添加劑在鋰離子電池中的應用已勢在必行，并已經在不同方面取得了進展，相關研究也因而日趨活躍。

具有如下結構的環狀硫酸酯添加到鋰二次電池的電解液中，并制

硫酸乙烯酯??????????????????????硫酸丙烯酯

成電池，在通過一次以上的充放電后，會在電極表面至少形成含有碳、氧、硫元素的膜。該特有的膜可以抑制電極引起的電解液的分解，能夠得到充放電效率、低溫性能、循環特性等非常好，并且高溫保存時沒有氣體產生的鋰二次電池。

環狀硫酸酯的制備方法通常是以環狀亞硫酸酯通過氧化的方法制備，而這種方法制備的產物，通常含有較多的雜質，而且酸度大，不能直接用于鋰二次電池電解液添加劑，必須進行提純降低雜質的含量，并降低殘留酸的含量。

而高純品的純化工作難度較大，在純化過程中要降低產品中的雜質含量，又不能引入新的雜質，所以對提純工作來說其在設備、試劑方面的要求較高。

發明內容

本發明提供了一種經濟的高質量的環狀硫酸酯的制備方法。

本發明者們鑒于上述問題銳意探討的結果發現，環狀硫酸酯粗品先溶解在極性溶劑或芳烴溶劑中制成飽和或過飽和溶液，然后向其中加入一種非極性溶劑，此時環狀硫酸酯會以晶體的形式析出，從而提高了產品的質量，完成了本發明的任務。即本發明的要旨是先溶解在極性或芳烴溶劑后加入非極性溶劑析出環狀硫酸酯為特征的高純度、低殘留酸含量環狀硫酸酯的制備方法。

以下是本發明的詳細說明。用作溶解粗環狀硫酸酯的溶劑，可以單獨使用極性溶劑、芳烴化合物溶劑，或前述兩種溶劑的混合劑，使用混合溶劑時，以任意比例混合的上述兩種溶劑都適合本發明。本發明所謂的溶解是將粗環狀硫酸酯溶解在上述溶液中，也包括呈乳狀液或懸浮液的狀態。但是這種溶劑務必使雜質要有一定的溶解度。環狀硫酸酯與極性或芳烴溶劑或前述兩種溶劑的混合劑的重量比為0.5～10，更佳的為2～5。

本發明中采用的極性溶劑的具體例子有丙酮、丁酮、甲基丙基酮等酮類；甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸丁酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯等羧酸酯類；乙腈、丙腈、丁腈等腈類；二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷、二氯乙烷等鹵代烴類；碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、甲基乙基碳酸酯、碳酸乙烯酯等碳酸酯類。芳烴化合物溶劑有：苯、甲苯、二甲苯、乙苯、三甲苯、異丙苯等芳香烴類，其中以苯、甲苯、二甲苯較好。環狀硫酸酯在這些極性溶劑或芳烴化合物溶劑中的溶解度較高，而且溶解后的濃度應盡可能的高，以保證在后面的混合步驟中易達到過飽和而析出環狀硫酸酯，并可以減少溶劑的用量。在多數的情況下，可以制成飽和溶液。

上述制成的飽和環狀硫酸酯溶液，向其中加入非極性溶劑，形成析晶。這時，作為非極性溶劑的例子有：丙烷、正丁烷、異丁烷、正戊烷、2-甲基丁烷、3-甲基己烷、正己烷、環己烷、正辛烷、異辛烷、正壬烷、異壬烷等。這些非極性溶劑對環狀硫酸酯的溶解度較小，為了達到較高的析出效果，所用的極性溶劑或芳烴溶劑與非極性溶劑要有一定的互溶效果，如果完全互溶則效果更佳。所述的非極性溶劑與極性或芳烴溶劑或前述兩種溶劑的混合劑加入量的體積比為0.5～10，最佳為2～4。

環狀硫酸酯溶解于上述的極性溶劑或芳烴溶劑形成高濃度溶液，最好形成飽和溶液后，和上述的非極性溶劑混合，使得混合后的溶劑對環狀硫酸酯的溶解能力迅速下降，環狀硫酸酯在溶液中形成過飽和而析出晶體，而雜質在混合溶劑中未達到飽和，保留在溶劑中。在這一純化過程中，環狀硫酸酯會有一定的損耗。這種損耗可以通過調節溶劑的比例而得到降低。所以，在混合溶劑中，極性溶劑或芳烴溶劑的量越少，在混合溶劑中環狀硫酸酯的溶解度也越小，環狀硫酸酯的損耗也就越低、收得率也越高。