[发明专利]一种去除氟代碳酸乙烯酯中水分与氯离子方法

说明书

本发明公开了一种去除氟代碳酸乙烯酯中水分与氯离子方法，先用碱性干燥剂除水至含水量≤30ppm，使得反应后不会产生金属阳离子污染，同时还将氯离子除去，然后动态降温结晶，得到的晶体大小均匀，可避免晶体大面积粘壁出现，在后续的过滤过程中变得容易操作，除水的全过程中不采用加热，操作简便，避免了传统加热蒸馏方法存在的能耗较大，步骤繁琐、效率较低且水分含量较高的问题。

技术领域：

本发明涉及纯化技术领域，具体涉及一种去除氟代碳酸乙烯酯中水分与氯离子方法。

背景技术：

氟代碳酸乙烯酯(FluoroethyleneCarbonate，简称FEC)作为一种锂电池电解液添加剂，不仅能形成紧密结构层但又不增加电解液阻抗，而且能阻止电解液进一步分解，具有良好的高低温性能及防气胀功能。同时它还能促进SEI膜的形成，提高电池的循环使用性能，提高电解液的综合性能。

为了获得较高纯度的氟代碳酸乙烯酯，工业上通常采用多级精馏的方法来进行提纯。但该方法有以下几个缺点：第一是由于氟代碳酸乙烯酯本身沸点高，采用多级精馏的方法耗能非常大，不利于企业的节能减排；第二是残留的水分含量较高。而氟代碳酸乙烯酯作为重要的锂电池电解液添加剂，其对水份要求极高，少量水就会引起电池循环性能下降和电池容量下降甚至损坏电池，残留的水分含量高会直接影响其作为添加剂在锂电池中的使用，因此就对氟代碳酸乙烯酯的纯化工艺提出了更高的要求。

目前报道的关于氟代碳酸乙烯酯的制备方法大多以氯代碳酸乙烯酯与氟化钾进行氟化反应得到，此制备方法无可避免的会造成产品中氯离子会有明显的残留，后处理纯化采用的提纯方法多为直接对粗产品进行蒸馏的方式，缺乏专门的除氯离子过程，这样往往会导致产品中氯离子含量波动大，产品质量不稳定。氯离子残留量高，使用在锂离子电池中会导致锂离子电池性能的下降。

CN106810527A公开了一种高纯度氟代碳酸乙烯酯的制备方法，首先用水滑石类吸附剂吸附氯离子，然后加入分子筛、活性炭、蒙脱石或活性氧化铝干燥剂，最后投入内循环式薄膜分子蒸馏设备中进行分子蒸馏，但存在步骤繁琐，能耗高的问题。

如果能够开发一种成本较低、产物质量高和氯离子与水分含量很低的氟代碳酸乙烯酯的纯化方法，将会具有很高的产业化应用价值。

发明内容：

本发明的目的是提供一种去除氟代碳酸乙烯酯中水分与氯离子方法，先用碱性干燥剂除水至含水量≤30ppm，使得反应后不会产生金属阳离子污染，同时还将氯离子除去，然后动态降温结晶，得到的晶体大小均匀，可避免晶体大面积粘壁出现，在后续的过滤过程中变得容易操作，除水的全过程中不采用加热，操作简便，避免了传统加热蒸馏方法存在的能耗较大，步骤繁琐、效率较低且水分含量较高的问题。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

一种去除氟代碳酸乙烯酯中水分与氯离子方法，该方法包括以下步骤：

(1)将纯度≥95％的氟代碳酸乙烯酯粗品用有机溶剂溶解得到质量浓度为55％～85％优选为65％-75％的溶液，有机溶剂选自酯类、碳酸酯类、腈类、醚类、卤代烷烃类、芳香族化合物中的任一种，然后加入碱性干燥剂搅拌干燥至体系含水量≤30ppm和体系pH至中性为止，静置分层，上层液离心得到的液体再经过滤得到澄清滤液；碱性干燥剂为氢化锂、氢化钠、氢化钾、氢化钙、氢化镁、氢化钡、氢化铍、氢化锶、氢化铯、氢化铷、氢化铝锂、金属锂、金属钠、金属钾、金属铷、金属铯、金属铍、金属钙、金属镁、金属锶、金属钡的一种或多种组合；

(2)步骤(1)得到的澄清滤液注入可控温结晶釜中，从50℃下降至-25℃之间，优选为从30℃下降至-10℃之间，降温时间为1-12小时，优选为4-8小时，进行逐渐降温动态结晶；

(3)结晶完毕后，趁-20℃～20℃间低温进行过滤处理，得到氟代碳酸乙烯酯晶体产品。