[发明专利]硫酸乙烯酯的制备方法

说明书

本发明涉及一种硫酸乙烯酯的制备方法，所述方法是将乙二醇溶于非质子有机溶剂中，加入非质子有机碱，通入硫酰氟，边反应边搅拌，反应完成后过滤，滤液经蒸发浓缩、干燥、得到硫酸乙烯酯。本发明方法制备的硫酸乙烯酯的纯度极高，达99.9％以上，水分含量低≤20ppm，酸值低≤10ppm，有效改变了电解液中水分和酸值对电池循环性能和储存稳定性的影响。

技术领域

本发明涉及涉及锂离子电池电解液添加剂的技术领域，特别是用于锂离子电池电解液添加剂硫酸乙烯酯的制备方法。

背景技术

随着锂离子电池的技术在不断的进步，对锂离子电池中的电解液添加剂的要求也越来越高，既需要电解液添加剂能抑制电池初始容量的下降，增大初始放电容量，减少高温环境所产生的电池膨胀，又需要提高电池的充放电性能及循环次数。电解液添加剂是锂二次电池的重要组成部分，优良的电解液添加剂在锂二次电池中发生积极的电化学作用，可以改善电池的动力学特性，从而明显地提升电池的综合性能。硫酸乙烯酯作为一种新型锂电池电解液添加剂，具有前述所列的优良性能，因此被广泛的研究与开发。

目前已有硫酸乙烯酯制备方法的相关报道。例如，中国专利申请号201910393379.X，公开了以乙二醇和亚硫酰氯为原料，合成亚硫酸乙烯酯，然后将亚硫酸乙烯酯在催化剂（氯化钯配合物催化剂和氯化铜催化剂）的作用下与空气或氧气发生氧化反应生成硫酸乙烯酯，经过滤、水洗浓缩结晶等步骤，得到硫酸乙烯酯成品。又例如，中国专利申请号为201711123931.0 ，公开了将乙二醇溶于二氯甲烷中，在氮气保护下向其中加入氯化亚砜进行反应，减压蒸馏，得到透明液体；将上述透明液体溶于二氯甲烷中，在冰浴条件下，向其中加入饱和碳酸氢钠溶液和钌催化剂（三氯化钌），然后向其中加入次氯酸钠或高碘酸钠溶液，得到水相和有机相共存的反应液，反应结束后分离两相，将得到的有机相洗涤、萃取、干燥、过滤后，减压蒸馏，得到硫酸乙烯酯。上述发明专利申请均需用到金属氯化物催化剂，成本较高，且三废多，不符合绿色化学的发展要求。

发明内容

（一）要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种简单的硫酸乙烯酯的制备方法，相对于现有技术，本发明的制备方法成本低，无污染，适合大规模工业化生产。

（二）技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明提供一种简单的硫酸乙烯酯的制备方法，是将乙二醇溶于非质子有机溶剂中，加入非质子有机碱，通入硫酰氟，边反应边搅拌，反应完成后过滤，滤液经蒸发浓缩、干燥、得到硫酸乙烯酯；反应过程如下：

根据本发明一个较佳实施例，其中，所述非质子溶剂为丙酮、二氯甲烷、乙腈、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、碳酸乙烯酯、碳酸丁烯酯、四氢呋喃、甲酸甲酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、环丁砜、乙酸乙酯或乙酸丁酯。

根据本发明一个较佳实施例，其中，所述非质子有机碱为缚酸剂，所述缚酸剂为三甲胺、三乙胺、吡啶、三乙醇胺、N,N-二异丙基乙胺、4-二甲氨基吡啶、四甲基乙二胺和四甲基-1,3-丙二胺中的至少一种。

根据本发明一个较佳实施例，其中，所述乙二醇、硫酰氟与非质子有机碱的摩尔比为1:(1.05-2):(2.05-4）。

根据本发明一个较佳实施例，其中，通入硫酰氟的速度为2~5mL/min，压力为0.2-0.5MPa。

根据本发明一个较佳实施例，其中，反应温度为-10℃～60℃，反应时间为12-48小时。

根据本发明一个较佳实施例，其中，反应在加热条件下进行，反应温度为30-60℃。在加热条件下反应，反应速度更快，转化率更高。