[发明专利]用于制备碱金属硫化物的方法

说明书

本发明涉及用于由至少一种含氧碱金属化合物制备碱金属硫化物的方法，其包括至少一个由如下组成的步骤a)：使所述含氧碱性化合物与至少一种式(I)的含硫化合物反应，其中：‑R代表含有1至6个碳原子、优选含有1至4个碳原子的线性或支化的烷基或烯基基团；‑n等于0、1或2；‑x等于0或具有1至10的值的整数，优选x为等于1、2、3或4的整数；‑R'代表含有1至6个碳原子、优选含有1至4个碳原子的线性或支化的烷基或烯基基团，或仅在n＝x＝0的条件下，‑R'代表氢原子；‑或实际上R和R'可共同地且与携带它们的一个或多个硫原子一起形成含硫杂环，所述含硫杂环含有2至12个碳原子，优选含有2至8个碳原子，且任选地含有一个或多个选自氧、氮和硫的杂原子。

本申请是基于申请日为2013年11月13日，申请号为201380059824.X，发明名称为：“用于制备碱金属硫化物的方法”的专利申请的分案申请。

本发明的主题是用于由碱金属的含氧化合物和由含硫有机化合物制备碱金属硫化物的方法。

碱金属硫化物存在于许多不同的应用领域中。例如，硫化锂可用于润滑剂制剂中以及用作储能系统(如锂-硫电池(cells)和蓄电池(batteries))中的电解质的组分。具体地，与锂离子蓄电池的那些相比，锂-硫蓄电池具有改进的独立性(autonomy)和较大的能量密度，因而是新一代储能系统(例如蓄电池)的有前景的候选者。

此外，硫化铷例如用于光伏电池用的半导体膜的应用中。硫化钠也用于多种应用中，例如(不意味着限制)，用于纺织、皮革和造纸工业中。

通常，碱金属硫化物通过碱金属化合物和硫化氢之间的反应来制备。因此，文献JP2010/163356披露了用于由氢氧化锂在有机介质中在硫化氢的存在下制备硫化锂的方法。

文献WO 2010/043885披露了用于通过在还原剂如硫化氢的存在下过渡金属硫化物和含锂化合物的固相热处理来获得包含过渡金属硫化物的锂合金的方法。

文献EP 0 802 159和US 4 126 666披露了通过分别在硫化氢的存在下或在氢气和气态硫的混合物的存在下热处理氢氧化锂和碳酸锂来制备硫化锂。

现有技术的所有文献使用硫化氢作为硫化剂。然而，硫化氢是气体，具体地，硫化氢的储存、处理和后处理在安全方面需要严格的措施。这是因为硫化氢是高毒性的气体，其在工业规模上的使用表现出严重的风险，且优选限制其使用。

因此，存在如下的主要需求：能够具有可利用的用于工业生产碱金属硫化物的方法，所述方法不显示出现有技术的缺点。

令人惊讶地，申请人公司在多次实验和处理操作之后已经发现，一些含硫有机化合物的使用使得可在存在或不存在催化剂的情况下在工业上可容易达到的条件下实施用于制备碱金属硫化物的反应，同时不借助于毒性的(实际上甚至是高毒性的)气态反应物，如硫化氢。

根据第一方面，本发明因而涉及用于制备碱金属硫化物的方法，其包括至少一个如下的阶段a)：使至少一种所述碱金属的含氧化合物与至少一种式(I)的含硫化合物反应：

其中：

-R代表线性或支化的烷基或者线性或支化的烯基基团，其包含1至6个碳原子、优选包含1至4个碳原子，包括限值(limit)；

-n等于0、1或2；

-x等于0或等于取1至10的值的整数，包括限值；优选地，x为等于1、2、3或4的整数；

-R’代表线性或支化的烷基或者线性或支化的烯基基团，其包含1至6个碳原子，包括限值，优选包含1至4个碳原子，或者，仅在n＝x＝0的条件下，R’代表氢原子；