介紹

甲基三氟乙基碳酸酯為電解液氟代添加劑，具有耐高壓和易成膜特性，高能量密度的鋰電池特別容易受電解液的影響，常規(guī)的電解液如碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯等，這些電解液在高電壓下，穩(wěn)定性差，氟代溶劑是一類高安全性鋰電池電解液，由于氟具有很強(qiáng)的吸電子能力，能極大提高電解液的氧化分解電壓，從而提高電解液的熱穩(wěn)定性和電化學(xué)溫度性。常規(guī)合成方法如，采用三氟乙醇、N'N?羰基二咪唑、甲醇和稀鹽酸體系，或采用三氟乙醇、碳酸二苯酯，碳酸鈉、氫氧化鈉體系，或采用三氟乙醇、碳酸二甲酯、催化劑和去離子水，合成效率受到一定限制，對(duì)設(shè)備要求高。

圖一 甲基三氟乙基碳酸酯

合成

反應(yīng)過程

檢測完后，向反應(yīng)釜內(nèi)加入約12升水，攪拌下滴加6％的鹽酸700毫升，繼續(xù)攪拌30min，靜置，測得水相p H3?4，色譜檢測產(chǎn)品中三乙胺含量為2.95％，分液；然后在有機(jī)相中再加5升水，并滴加6％的鹽酸到水相再次分液，分別收集有機(jī)相和水相p H4?5(加入了鹽酸80毫升)，色譜檢測產(chǎn)品中三乙胺峰幾乎沒有，然后分液；再用2％碳酸氫鈉水溶液3升洗滌有機(jī)相，分液；收集水相，用2?3升DCM進(jìn)行反萃兩次，有機(jī)相干燥后留著下次投料，水相用廢液桶收集環(huán)保處理(產(chǎn)生廢液約40公斤)；有機(jī)相待精餾。

精餾過程

將處理好的有機(jī)相轉(zhuǎn)到10升的三口瓶中，通過填料柱進(jìn)行精餾，再冷凝回收餾分；先常壓下，三口瓶溫度由50℃分多次升溫到60℃，控制采出：回流＝25：5，收集大部分低餾分，頂部溫度為39℃左右；當(dāng)釜內(nèi)有機(jī)相色譜檢測，DCM所占百分比低于30％時(shí)，開啟真空，調(diào)節(jié)＝5：20，緩慢提高真空度，去除殘余的DCM等低餾分，直到釜內(nèi)產(chǎn)品含量99.5％以上，再將采出：回流調(diào)到25：5，收集產(chǎn)品，總收率達(dá)到95.4％(理論上生成量為8.7kg)；真空狀態(tài)下收集產(chǎn)品，頂部溫度在49?54℃之間，與真空度有關(guān)，蒸至釜底部殘留2?3毫升，停止蒸餾，得到甲基三氟乙基碳酸酯[1]。

圖二 甲基三氟乙基碳酸酯的合成

參考文獻(xiàn)

[1]彭偉. 一種一步法甲基三氟乙基碳酸酯的制備方法[P]. 湖南?。篊N202311384549.0,2024-02-23.