研究背景

甲烷二磺酸亞甲酯是外觀為白色或類白色粉末狀固體的一種化學物品，其分子式與分子量分別為C₂H₄O₆S₂、188.17。該化合物可用于合成治療動物中白血病等的藥物制劑，也可用作鋰電池電解液添加劑，提高鋰離子電池的循環(huán)壽命[1]。

合成方法

方法一

將甲烷二磺酸，五氧化二磷與甲醛化合物混合物于0～80℃溫度下球磨反應(yīng)10～50min，就可得到甲烷二磺酸亞甲酯。該合成方法反應(yīng)時間短，收率高，后處理簡單[1]。

方法二

除上述提到的球磨法，甲烷二磺酸亞甲酯的合成還可如下步驟制備：將甲基二磺酸和二氯乙烷加入到反應(yīng)容器中，攪拌均勻后加入五氧化二磷；升溫至80-86℃后分批次向反應(yīng)容器中同時加入多聚甲醛和五氧化二磷，加料完成后回流恒溫反應(yīng)1-3h；回流恒溫反應(yīng)完成后，靜置，趁熱傾倒出上層清液并冷卻至室溫，冷卻后的上清液過濾抽干即得到白色的甲烷二磺酸亞甲酯。該合成方法原料易于攪拌且反應(yīng)時間短，反應(yīng)充分且產(chǎn)率高，合成過程工藝流程簡單，易于操作，后續(xù)處理簡便快捷，適用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)[2]。

含量測定

化工檢測技術(shù)領(lǐng)域報道的甲烷二磺酸亞甲酯含量的測定方法包括如下步驟：測定甲烷二磺酸亞甲酯樣品中水分含量；稱取5組純甲烷二磺酸亞甲酯對照品，每組10mg，分別用甲醇定容于50ml，100ml，250ml，500ml，1000ml的容量瓶中，通過超聲波溶解得到5組標準溶液；5組標準溶液各取5ul注入液相色譜儀進行測定；記錄圖譜數(shù)據(jù)，采用最小二乘法建立圖譜的峰面積Y與甲烷二磺酸亞甲酯含X量間的回歸模型；取10mg待測甲烷二磺酸亞甲酯樣品用甲醇定容于100ml容量瓶中，通過超聲波溶解得到試樣溶液；取5ul注入液相色譜儀進行測定，記錄圖譜結(jié)果；所述測定方法采用LC20AD型島津液相色譜儀。本發(fā)明的測定方法可以有效降低各種測量誤差,測定結(jié)果準確，可靠性高[3]。

有關(guān)研究

化工領(lǐng)域公開了一種鋰離子電池用的高溫高安全非水電解液，按照重量分數(shù)包括以下物質(zhì)：有機溶劑為高純碳酸酯類有機溶劑，鋰鹽為六氟磷酸鋰，四氟硼酸鋰，雙草酸硼酸鋰，二(三氟甲基磺酸酰)亞胺鋰，雙氟草酸硼酸鋰，雙氟磺酰亞胺鋰等一種或多種混合使用，所述的高溫添加劑為硼酸三異丙酯，所述的添加劑為碳酸亞乙烯酯，甲烷二磺酸亞甲酯，1,3-(1-丙烯)磺內(nèi)酯，1,3-丙烷磺內(nèi)酯，環(huán)己基苯和氟磺?；宜峒柞サ戎械闹辽僖环N。高溫下，高溫添加劑硼酸三異丙酯缺電子結(jié)構(gòu)易與PF₆相互作用，降低LiPF₆的熱分解能力，提高電解液的熱穩(wěn)定性，進而提高電池的循環(huán)壽命及安全性能，能夠滿足電芯高溫使用需求[4]。

另有研究報道了一種高鎳三元材料LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂(NCM811)，雖然其具有較高的理論比容量(0.1C比容量>200mAh/g)，但其循環(huán)穩(wěn)定性差，限制了其應(yīng)用。基于此，深入研究成膜添加劑甲烷二磺酸亞甲酯對NCM811/石墨軟包電池循環(huán)穩(wěn)定性的影響。實驗結(jié)果表明，在使用1%甲烷二磺酸亞甲酯電解液的電池中循環(huán)500次后容量保持率能從85.6%提高到92.8%。結(jié)合表征結(jié)果和理論計算，認為甲烷二磺酸亞甲酯在電極反應(yīng)中具有較高的優(yōu)先級，能夠優(yōu)先于電解液進行氧化和還原反應(yīng)，在正負電極表面形成的界面膜可以防止電解液分解，從而保護材料不受損害，有效提高了電池的循環(huán)穩(wěn)定性[5]。

參考文獻

[1]吳茂祥,盧碧強,王文國.球磨法合成甲烷二磺酸亞甲酯[J].  2012.

[2]劉學松,王曉玲,胥超,等.一種甲烷二磺酸亞甲酯的合成方法:CN202010064029.1[P].CN111153887A.

[3]易方,易宗明.一種甲烷二磺酸亞甲酯含量的測定方法:CN202211424908.6[P].CN115656386A.

[4]任加興,劉子磊,趙志華,等.一種高溫高安全非水電解液:CN201610327333.4[P].

[5]陳錦繡,范自強,柳方圓,等.甲烷二磺酸亞甲酯(MMDS)添加劑對NCM811||石墨軟包電池的性能提升及作用機理研究[J].化工設(shè)計通訊, 2023, 49(9):153-157.