[發明專利]一種電池級硫酸乙烯酯的合成方法

有效

• 申請號: 201811417869.0
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN109516971B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 牛會柱
• 申請（專利權）人: 山東永浩新材料科技有限公司
• 主分類號: C07D327/10
• 分類號: C07D327/10
• 代理公司: 淄博佳和專利代理事務所(普通合伙) 37223
• 代理人: 蔡士超

一種電池級硫酸乙烯酯的合成方法，屬于鋰電池材料技術領域。其特征在于，制備步驟為：首先將乙二醇和有機溶劑混合，加氯化亞砜，然后加入脫酸劑；在常溫下繼續反應，過濾、蒸餾得到亞硫酸乙烯酯；亞硫酸乙烯酯和有機過氧化物混合后加入引發劑反應；然后進行蒸餾、抽濾、重結晶得到電池級硫酸乙烯酯。本發明條件溫和，沒有副反應出現，工藝過程簡單，對設備和環保的要求低，產物易分離提取，水分及雜質含量較低，所得產品純度高。本發明條件溫和，沒有副反應出現，工藝過程簡單，對設備和環保的要求低，產物易分離提取，水分及雜質含量較低，所得產品純度高。

技術領域

一種電池級硫酸乙烯酯的合成方法，屬于鋰電池材料技術領域。

背景技術

近年來，受智能設備如手機、平板電腦快速發展，小型鋰電池市場份額迅速增長，此外，電動汽車技術日益完善，大型鋰電池的市場需求也逐步釋放，預計未來幾年，鋰電池將保持增長趨勢。鋰電池多數是二次電池，其穩定性差、耐低溫性不好、循環特性不良是其快速發展的主要技術難點，已研究證明硫酸乙烯酯做電解液能有效改善上述鋰電池缺點。

現有技術中，關于硫酸乙烯酯的生產制備方法有以下幾種 ：

（1）在專利CN106187989A中，分三步氯化亞砜和乙二醇取代反應然后亞硫酸乙烯酯和過碳酸鈉反應，該方法產生大量的廢鹽水，同時硫酸乙烯酯的水含量難以控制，不適用于電池級產品的合成；

（2）在專利CN106831701A中，公開了利用三氧化硫和環氧乙烷制備硫酸乙烯酯的方法和選用的催化劑，該方法為氣相反應，反應危險性大且對設備要求高。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種產品純度高，耗能少，對環境壓力小的電池級硫酸乙烯酯的合成方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：該電池級硫酸乙烯酯的合成方法，其特征在于，制備步驟為：

1）首先將乙二醇和有機溶劑混合加入反應釜中，在0℃~5℃滴加氯化亞砜，滴加完畢后于室溫下靜置2h~3h，然后加入脫酸劑，乙二醇、氯化亞砜、脫酸劑的摩爾比為1：1.05~2.00：1.05~2.00；在常溫下繼續反應1h~2h，過濾除去沉淀，減壓蒸餾回收有機溶劑后即得到亞硫酸乙烯酯；

2）在常溫下將步驟1）得到的亞硫酸乙烯酯和有機過氧化物一起加入有機溶劑中，亞硫酸乙烯酯、有機過氧化物的質量比為1：1.8~2.5；混合均勻后加入引發劑，引發劑和亞硫酸乙烯酯的質量比為0.001~0.01：1；室溫條件下反應5h~10h；然后進行減壓蒸餾除去溶劑和低沸點產物，抽濾得到固體為硫酸乙烯酯粗品，使用有機溶劑對硫酸乙烯酯進行重結晶，從而得到電池級硫酸乙烯酯。

本發明解決了現有技術制備硫酸乙烯酯中：收率不高、生產過程中三廢多、產品較難提純的缺點，提供一種技術上容易控制、工藝條件簡單的無水條件下有機過氧化物氧化亞硫酸乙烯酯制備電池級硫酸乙烯酯的方法。本發明公開的電池級硫酸乙烯酯的合成方法，利用氯化亞砜與乙二醇在有機溶劑和脫酸劑的存在下發生成環反應生成亞硫酸乙烯酯，然后亞硫酸乙烯酯和有機過氧化物在無水環境和引發劑的存在下生成硫酸乙烯酯。本發明原料易得，操作方便，產品純度高，耗能少，對環境壓力小，而且所有過程均在無水環境下進行，所得產品水含量低（≤30ppm），符合電池級添加劑的要求。

優選的，步驟1）中所述的有機溶劑為二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷或二溴甲烷。更優選的所述的有機溶劑為二氯甲烷。優選的有機溶劑中反應更加平穩。

優選的，步驟1）中所述的脫酸劑為三乙胺或吡啶。優選的脫酸劑制備亞硫酸乙烯酯的產率更高；更優選所述的脫酸劑為三乙胺。

優選的，步驟1）中所述的乙二醇、氯化亞砜、脫酸劑的摩爾比為1：1.2~1.3：1.1~1.2。優選的配比下亞硫酸乙烯酯純度更高。