[发明专利]一种硫酸乙烯酯的制备工艺

说明书

本申请涉及锂离子电池电解液添加剂的技术领域，具体公开了一种硫酸乙烯酯的制备工艺，包括以下步骤：S1、以乙二醇为起始原料，与碱金属醇盐进行交换反应生成碱金属二醇盐和低级醇；S2、再用碱金属二醇盐与硫酰氯或硫酰氟进行缩合反应生成硫酸乙烯酯和金属卤化物盐，然后经过精制得到硫酸乙烯酯，其具有提高硫酸乙烯酯的产品收率的优点。

技术领域

本申请涉及锂离子电池电解液添加剂的技术领域，更具体地说，它涉及一种硫酸乙烯酯的制备工艺。

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。

硫酸酯类化合物的结构与锂电池固体电解质相界面膜及电子电解液的新型添加剂非常类似，硫酸乙烯酯作为锂离子电池电解液添加剂，其作用在于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。此外，其还可用于有机合成的羟乙基化合物合成药物中间体、作为合成明胶硬化作用的某种杂环化合物、作为抗高血压药品以及新型双表面活性剂的原料等。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。

目前硫酸乙烯酯的制造方法,主要采用亚硫酸乙烯酯、次氯酸钠等水系氧化剂和催化剂在低温下进行，通常加入二氯甲烷等与水不互溶的有机溶剂对硫酸乙烯酯进行萃取保护，形成非均相的反应体系。由于硫酸乙烯酯易水解，形成强酸性物质，氧化过程中还需加入碳酸氢钠进行中和，需严格控制PH值范围，由于该制造方法的反应体系为非均相，导致反应难以充分进行，收率低，亟待解决。

发明内容

为了提高硫酸乙烯酯的产品收率，本申请提供一种硫酸乙烯酯的制备工艺。

本申请提供的一种硫酸乙烯酯的制备工艺采用如下的技术方案：

一种硫酸乙烯酯的制备工艺，包括以下步骤：

S1、以乙二醇为起始原料，与碱金属醇盐进行交换反应生成碱金属二醇盐和低级醇；

S2、再用碱金属二醇盐与硫酰氯或硫酰氟进行缩合反应生成硫酸乙烯酯和金属卤化物盐，然后经过精制得到硫酸乙烯酯。

通过采用上述技术方案，以乙二醇和硫酰氯或硫酰氟为原料，无需催化剂，一步反应即制得硫酸乙烯酯，反应路线短，反应条件温和，合成的工艺流程简单、易于操作，有效提高硫酸乙烯酯的产品收率，高达95％以上。

优选的，所述碱金属醇盐为Li、Na、K对应的醇盐，所述碱金属醇盐的醇为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇中的一种；更为优选的为乙醇钠。

通过采用上述技术方案，碱金属醇盐的加入，可与乙二醇发生醇解反应生成碱金属二醇盐，并可提升碱金属二醇盐与硫酰氯或硫酰氟的反应速率，从而便于接下来与硫酰氯或硫酰氟发生缩合反应生成硫酸乙烯酯。同时碱金属醇盐还可减少氟化氢等有害副产物气体的产生，促进缩合反应的正向进行。

优选的，所述乙二醇、碱金属醇盐与硫酰氯或硫酰氟的重量比为1：(1.8-2.5)：(1.2-1.8)。

优选的，所述乙二醇、碱金属醇盐与硫酰氯或硫酰氟的重量比为1：2.5：1.6。

通过采用上述技术方案，采用上述重量比，能够有效的将乙二醇反应完全，同时具有较高的产品收率。

优选的，所述硫酰氯或硫酰氟的通入速度为22mL/min，通入的压力为0.3-0.4MPa。

通过采用上述技术方案，通过控制硫酰氯或硫酰氟通入的速率和压力，从而使得硫酰氯或硫酰氟与乙二醇钠反应完全，进一步提升产品收率。