硫酸乙烯酯(DTD)是一種能使鋰離子電池電解液使用效果更加優(yōu)良的添加劑。在鋰離子電池電解液中加入硫酸乙烯酯后能抑制電池初始容量的下降,增大初始放電容量,可以減少高溫?cái)R置后電池的膨脹,提高電池的充放電性能及循環(huán)次數(shù)。作為一種重要的化工原料,硫酸乙烯酯因其獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)在多個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用,包括聚合反應(yīng)、溶劑、以及在某些特殊化學(xué)制品中的功能性添加物。在使用時(shí),需要注意其潛在的腐蝕性和毒性,確保在安全的條件下操作。
目前生產(chǎn)硫酸乙烯酯的方法主要有三氧化硫與環(huán)氧乙烷直接加成法、亞硫酸乙烯酯氧化合成法。三氧化硫與環(huán)氧乙烷直接加成制備硫酸乙烯酯是將硫酸酐和環(huán)氧乙烷同時(shí)加入二氧六環(huán)中反應(yīng),并通過調(diào)整料比和反應(yīng)條件將收率提高至80-90%。但該方法所使用的原料高毒、易揮發(fā),生產(chǎn)過程中壓力高,對生產(chǎn)設(shè)施及安全應(yīng)對措施較高。相比之下,亞硫酸乙烯酯氧化反應(yīng)條件溫和、工藝簡單、生產(chǎn)成本低,是目前生產(chǎn)硫酸乙烯酯的工業(yè)化主流工藝。但采用該方法在生產(chǎn)過程中,氧化劑引入的水份會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的大量水解,從而導(dǎo)致收率偏低、廢水量大、產(chǎn)品純度低,且還需要對分離出的水相進(jìn)行多次萃取,工藝繁瑣。同時(shí)在氧化反應(yīng)單元存在反應(yīng)效果不佳、反應(yīng)產(chǎn)物易水解的情況。
DTD作為一種新型的鋰離子電池電解液添加劑,在我國發(fā)展時(shí)間較短,主流的硫酸乙烯酯制備工藝存在純度不夠、成本較高、污染嚴(yán)重、收率低、水分含量和酸值均比較高等問題。近年來,隨著國內(nèi)硫酸乙烯酯生產(chǎn)企業(yè)不斷加大對綠色環(huán)保型硫酸乙烯酯制備方法的研發(fā)力度,新的硫酸乙烯酯的制備方法被開發(fā)出。新工藝制出的DTD粗品雜質(zhì)少,產(chǎn)率高。
鋰電池電解液對添加劑的水分、純度、游離氯、總氯等指標(biāo)有嚴(yán)格要求。然而目前市場上達(dá)標(biāo)的硫酸乙烯酯很少。過濾洗滌干燥機(jī)提供一種生產(chǎn)出的產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)均能符合鋰電池電解液添加 劑要求的硫酸乙烯酯的提純方法。
(1) 在硫酸乙烯酯粗品中先加入極性非鹵素有機(jī)溶劑,加熱至5~60℃,溶解完全后形成 溶液,過濾掉溶液中的不溶物,再將非極性非鹵素有機(jī)溶劑滴加至溶液中,攪拌1~3小時(shí)后 靜置析晶;
(2) 極性非鹵素有機(jī)溶劑與非極性非鹵素有機(jī)溶劑的體積比為1:(3~5),極性非鹵素有機(jī)溶劑與非極性非鹵素有機(jī)溶劑的水分含量均不大于100ppm;
(3) 析晶結(jié)束后, 固液混合相過濾得濾餅和濾液,濾餅依次攪拌抽濾、用非極性非鹵素有機(jī)溶劑洗滌、干燥, 得純品硫酸乙烯酯。全程氮?dú)獗Wo(hù)。
采用過濾洗滌干燥機(jī)提純方法精制純化生產(chǎn)的硫酸乙烯酯的純度大于等于99.5%,游離氯的含量為小于等于5ppm,總氯含量小于等于50ppm,水分含量均小于等于200ppm,這為鋰電池電解液提供了合格的添加劑,從而為鋰電池電解液性能的改善,提供了有效地保障。