【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有机合成，特别是涉及一种提高碳酸乙烯酯的原子利用率的方法。
技术介绍
1、碳酸乙烯酯类化合物，有着较大的介电常数，离子电导率高，能够在负极表面形成稳定的sei膜，是电解液中常用的溶剂。
2、添加剂是在电解液中具有特定功能的物质，其含量较低，能明显提升电池的电化学性能。电解液中通常含多种添加剂，碳酸亚乙烯酯(vc)和氟代碳酸乙烯酯(fec)是目前最常用的电解液添加剂，可在电极表面形成sei/cei膜，使得锂离子可自由进出，而溶剂分子难以通过，从而实现维护电极材料性能稳定，提高电池容量与循环性能效果。碳酸亚乙烯酯(vc)和氟代碳酸乙烯酯(fec)的原材料均为碳酸乙烯酯(ec)。可见，从电解液市场及生产来看，提升碳酸乙烯酯的原子利用率尤为重要。
3、目前工业上常见的生产氟代碳酸乙烯酯的工艺为碳酸乙烯酯(ec)经氯化生成氯代碳酸乙烯酯(cec)，氯代碳酸乙烯酯发生氟化反应生成氟代碳酸乙烯酯(fec)。在第一步工艺中，碳酸乙烯酯氯化生成氯代碳酸乙烯酯，不可避免地容易生成副产物二氯及多氯代碳酸乙烯酯。在第二步工艺之前，需要将这些副产物去除，工艺流程繁琐且原子利用率低，甚至由于副产物的去除不彻底，副产物将被带至第二步工艺中，与氯代碳酸乙烯酯一同被氟化生成二氟代及多氟代碳酸乙烯酯。工业生产中，需要精馏才可以得到精制的fec纯品，这无疑增加了fec的生产成本，降低了碳酸乙烯酯的原子利用率。
4、如何优化工艺路线，使碳酸乙烯酯的原子利用率提高是亟待解决的问题。
技术实现思
1、为了解决上述技术问题，本专利技术研究了碳酸乙烯酯合成氯代碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯工艺过程的工艺优化，从而提高碳酸乙烯酯的原子利用率。
2、为达到上述目的，本专利技术是按照以下技术方案实施的：
3、一种提高碳酸乙烯酯的原子利用率的方法，包括以下步骤：
4、s1，将碳酸乙烯酯与氯气反应得到反应液；
5、s2，反应液低温结晶得到碳酸乙烯酯晶体及含氯代碳酸乙烯酯的母液；含氯代碳酸乙烯酯的母液与kf反应制备得到氟代碳酸乙烯酯。
6、优选的，所述步骤s1中，碳酸乙烯酯与氯气生成氯代碳酸乙烯酯的反应转化率控制在5～50％。更进一步的，碳酸乙烯酯与氯气生成氯代碳酸乙烯酯的反应转化率控制在25～35％。
7、优选的，所述步骤s1中，碳酸乙烯酯为碳酸乙烯酯晶体；碳酸乙烯酯晶体置入反应容器中加热成液态，在搅拌的状态下通入氯气。
8、优选的，所述步骤s1中，氯气的通入速率为600ml/min。
9、优选的，所述步骤s1中，反应温度为65～70℃；反应时间为2～8h。
10、具体的，将碳酸乙烯酯(ec)的晶体加入光反应瓶中，在65℃温度下加热光反应瓶，碳酸乙烯酯逐渐熔化成液态，最后保持在65℃，打开机械搅拌。然后以600ml/min的速率向光反应瓶内通入干燥的氯气，反应温和放热，控制光反应瓶内的温度恒定在65℃。反应一段时间后取样，利用gc进行收率测试。在该过程中通过降低ec合成cec的转化率，控制反应进程；具体的ec合成cec的过程中，控制其反应在转化率25％～35％左右。反应转化率的降低，使得副产物的产生减少。
11、反应转化率的控制本领域技术人员可更具实际的反应情况来选择，具体的可采用控制反应时间等方式来实现。
12、优选的，所述步骤s2中，低温结晶的温度为-20～10℃；
13、优选的，碳酸乙烯酯晶体加热融化后再次进行氯化得到氯代碳酸乙烯酯。
14、具体的，将反应液置于-20～10℃的温度下低温结晶，使得ec结晶析出，并获得含cec的母液，含cec的母液与一定量的kf反应制备fec，ec晶体加热融化后再次进行氯化得到氯代碳酸乙烯酯。kf的使用量为1.05当量(以下简称1.05eq)，含cec的母液与kf反应的反应时间可以为2-5小时。
15、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
16、本专利技术要解决的问题在于通过工艺路线的优化提升碳酸乙烯酯的原子利用率。碳酸乙烯酯氯化生成氯代碳酸乙烯酯，将体系直接在一定的温度下结晶，碳酸乙烯酯析出，过滤之后，取滤液(含氯代碳酸乙烯酯的母液)氟化反应生成氟代碳酸乙烯酯。碳酸乙烯酯晶体融化后再经氯化生成氯代碳酸乙烯酯，得以循环，使得碳酸乙烯酯的原子利用率提高，避免了复杂的后处理，利用高纯度的cec合成fec的杂质含量少，减少了氟化钾的使用量，同时副产物少，后处理较简单，从而也降低了生产成本。
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1.一种提高碳酸乙烯酯的原子利用率的方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种提高碳酸乙烯酯的原子利用率的方法，其特征在于：所述步骤S1中，碳酸乙烯酯与氯气生成氯代碳酸乙烯酯的反应转化率控制在5～50％。
3.根据权利要求1所述的一种提高碳酸乙烯酯的原子利用率的方法，其特征在于：碳酸乙烯酯与氯气生成氯代碳酸乙烯酯的反应转化率控制在25～35％。
4.根据权利要求1所述的一种提高碳酸乙烯酯的原子利用率的方法，其特征在于：所述步骤S1中，碳酸乙烯酯为碳酸乙烯酯晶体；碳酸乙烯酯晶体置入反应容器中加热成液态，在搅拌的状态下通入氯气。
5.根据权利要求4所述的一种提高碳酸乙烯酯的原子利用率的方法，其特征在于：所述步骤S1中，氯气的通入速率为600mL/min。
6.根据权利要求2或3任一项所述的一种提高碳酸乙烯酯的原子利用率的方法，其特征在于：所述步骤S1中，反应温度为65～70℃；反应时间为2～8h。
7.根据权利要求1所述的一种提高碳酸乙烯酯的原子利用率的方法，其特征在于：所述步骤S2中，低温结
8.根据权利要求1所述的一种提高碳酸乙烯酯的原子利用率的方法，其特征在于：所述步骤S2中，碳酸乙烯酯晶体加热融化后再次进行氯化得到氯代碳酸乙烯酯。
...【技术特征摘要】
1.一种提高碳酸乙烯酯的原子利用率的方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种提高碳酸乙烯酯的原子利用率的方法，其特征在于：所述步骤s1中，碳酸乙烯酯与氯气生成氯代碳酸乙烯酯的反应转化率控制在5～50％。
3.根据权利要求1所述的一种提高碳酸乙烯酯的原子利用率的方法，其特征在于：碳酸乙烯酯与氯气生成氯代碳酸乙烯酯的反应转化率控制在25～35％。
4.根据权利要求1所述的一种提高碳酸乙烯酯的原子利用率的方法，其特征在于：所述步骤s1中，碳酸乙烯酯为碳酸乙烯酯晶体；碳酸乙烯酯晶体置入反应容器中加热成液态，在搅拌的状态下通入氯气。
【专利技术属性】
技术研发人员：常亚林，俞佳麟，董保京，王贝贝，褚华艳，
申请(专利权)人：河南百思合新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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