一种制备硫酸乙烯酯的方法与流程

文档序号:38801317发布日期:2024-07-26 20:17阅读:38来源:国知局

本发明属于锂离子电池材料领域,具体涉及一种制备硫酸乙烯酯的方法。


背景技术:

1、硫酸乙烯酯(dtd),是一种sei成膜添加剂,作为锂离子电池电解液的添加剂,能抑制电池初始容量的下降,增大初始放电容量,减少高温放置后的电池膨胀,提高电池的充放电性能及循环次数,随着新能源汽车和储能电池的蓬勃发展,硫酸乙烯酯的需求量将越来越大。

2、目前制备硫酸乙烯酯较常用的方法为,以亚硫酸乙烯酯为原料在三氯化钌的催化作用下用次氯酸钠氧化得到硫酸乙烯酯,如专利cn115626910a,cn115557927a、cn111533728b。该方法工艺简单、收率高、成本低,但也存在一些问题:(1)次氯酸钠不稳定,活性氧含量低,需要投入大量的氧化剂,从而产生大量废水;(2)有机相和水相分离之后需要加入硫酸钠或者硫酸镁干燥,产生大量废渣;(3)昂贵的催化剂三氯化钌不能重复使用,极大的推高了成本。


技术实现思路

1、为克服以上缺点,本发明提供一种制备硫酸乙烯酯的方法,具体为:

2、将亚硫酸乙烯酯与非质子溶剂混合,加入载体催化剂搅拌分散均匀,再持续通入氧化性气体,反应一段时间后,过滤除去催化剂,对溶液蒸发结晶、重结晶、干燥,得高纯硫酸乙烯酯。

3、优选的,所述非质子溶剂选自二氯甲烷、二氯乙烷、三氯甲烷、氯苯、环己烷、正己烷中的至少一种。在非质子溶剂中载体催化剂不溶解,使得催化剂几乎无损耗,可以重复使用。

4、优选的,所述亚硫酸乙烯酯在非质子溶剂的浓度可以为任意值,但考虑到反应效率和反应产物的易分离性,亚硫酸乙烯酯与非质子溶剂的质量比优选为0.1-1:1。

5、优选的,所述载体催化剂用量为非质子溶剂质量的0.2-5wt%。

6、优选的,所述氧化性气体优选为臭氧气或高纯氧气,流量1-8g/min,通入氧化性气体时间为12-24h,反应温度保持在15-50℃。

7、优选的,所述结晶为:以40-60℃常压或减压蒸发掉50-90%的溶剂,降温到0-10℃,静置析晶。

8、优选的,所述载体催化剂为三氯化钌与氧化石墨烯的复合物,三氯化钌的质量占比为0.2-2%,其制作方法为:将三氯化钌溶于水,再加入氧化石墨烯分散均匀,然后蒸发除去水分,干燥即得。氧化石墨烯表面有很多含氧官能团,在石墨烯片表面三氯化钌分子与含氧官能团交错分布,相互吸引,使得三氯化钌与石墨烯片结合更紧密,不易脱落,从而保证催化剂的持久有效性。石墨烯比表面积较大,使得催化剂与反应物有足够的接触机会。

9、优选的,所述载体催化剂制备方法中,三氯化钌与水的重量比为0.01-1wt%,石墨烯与水的重量比为5-50wt%,干燥温度为100-150℃,所用石墨烯为氧化石墨烯,石墨烯片层为1-10层,直径5-20μm,比表面积500-1500m2/g。

10、本发明的有益效果为:本发明所用固态载体催化剂在反应中几乎无损耗,可以重复循环使用。亚硫酸乙烯酯的氧化过程使用有机溶剂,无水参与,所得产品硫酸乙烯酯不用专门除水,既无废渣也无废水。所用氧化剂臭氧可由臭氧机制得,成本较低。



技术特征:

1.一种制备硫酸乙烯酯的方法,其特征在于,将亚硫酸乙烯酯与非质子溶剂混合,加入载体催化剂搅拌分散均匀,再持续通入氧化性气体进行反应后,过滤除去载体催化剂,对溶液蒸发结晶、重结晶、干燥,得到硫酸乙烯酯。

2.根据权利要求1所述的制备硫酸乙烯酯的方法,其特征在于,所述非质子溶剂选自二氯甲烷、二氯乙烷、三氯甲烷、氯苯、环己烷、正己烷中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的制备硫酸乙烯酯的方法,其特征在于,所述亚硫酸乙烯酯与非质子溶剂的质量比为0.1-1:1。

4.根据权利要求1所述的制备硫酸乙烯酯的方法,其特征在于,所述载体催化剂用量为非质子溶剂质量的0.2-5wt%。

5.根据权利要求1所述的制备硫酸乙烯酯的方法,其特征在于,所述氧化性气体为臭氧气或高纯氧气,流量1-8g/min,反应时间为12-24h,反应温度保持在15-50℃。

6.根据权利要求1所述的制备硫酸乙烯酯的方法,其特征在于,所述载体催化剂为三氯化钌与石墨烯的复合物,三氯化钌的质量占比为0.2-2%。

7.根据权利要求6所述的制备硫酸乙烯酯的方法,其特征在于,所述载体催化剂通过如下方法制备:将三氯化钌溶于水,再加入石墨烯分散均匀,然后蒸发除去水分,干燥,制得所述载体催化剂。

8.根据权利要求7所述的制备硫酸乙烯酯的方法,其特征在于,所述三氯化钌与水的重量比为0.01-1wt%,所述石墨烯与水的重量比为5-50wt%。

9.根据权利要求7所述的制备硫酸乙烯酯的方法,其特征在于,所述干燥温度为100-150℃。

10.根据权利要求7所述的制备硫酸乙烯酯的方法,其特征在于,所述石墨烯为氧化石墨烯,石墨烯片层为1-10层,直径5-20μm,比表面积500-1500m2/g。


技术总结
本发明涉及一种制备硫酸乙烯酯的方法,属于锂离子电池材料领域。该制备方法包括以下步骤:将亚硫酸乙烯酯与非质子溶剂混合,加入载体催化剂搅拌分散均匀,再持续通入氧化性气体,反应12‑24h后,过滤除去催化剂,对溶液蒸发结晶、重结晶、干燥,得高纯硫酸乙烯酯。本发明采用固态载体催化剂,在反应中损耗很小,可以重复循环使用;亚硫酸乙烯酯的氧化过程使用有机溶剂,无水参与,所得产品硫酸乙烯酯不用专门除水,既无废渣也无废水;所用氧化剂臭氧可由臭氧机制得,成本较低。

技术研发人员:李云峰,李凌云,辛婉婉,吴海峰
受保护的技术使用者:多氟多新材料股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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