概述

3,3,3-三氟丙烯碳酸酯是一種重要的氟代碳酸酯類化合物，分子式為C4H3F3O3，分子量為156.06，一般情況下其性狀為無色透明液體。研究表明，3,3,3-三氟丙烯碳酸酯主要用作鋰離子電池電解液添加劑，能夠有效提升鋰離子電池的安全性能并延長(zhǎng)其使用壽命[1]。

制備方法

方法一

以三氟丙烯為原料，經(jīng)過幾步反應(yīng)得到三氟環(huán)氧丙烷，再以金屬共軛微孔聚合物配合物作為催化劑，向高壓反應(yīng)釜中通入二氧化碳，控制溫度25-100℃，控制壓力0.13Mpa即可實(shí)現(xiàn)3,3,3-三氟丙烯碳酸酯的制備。該方法以三氟丙烯作為原料，相比于現(xiàn)有技術(shù)大幅降低了原料的成本，同時(shí)該方法產(chǎn)率較高，催化劑可以重復(fù)多次使用，適合工業(yè)化生產(chǎn)[2]。

方法二

將3,3,3-三氟-1,2-環(huán)氧丙烷和0.1mol/L的鹽酸水溶液混合，加入全氟磺酸樹脂，于35-45℃條件下反應(yīng)3-5小時(shí)，自然冷卻至室溫，向其中加入堿性溶液，pH7.0,反應(yīng)30-60min，減壓蒸餾，過濾，分餾得到3,3,3-三氟-1,2-丙二醇；將上一步驟得到的3,3,3-三氟-1,2-丙二醇和三光氣加入到四乙二醇二甲醚中混合，加入四丁基溴化銨，冰浴0℃下攪拌滴加三乙胺，GC跟蹤至3,3,3-三氟-1,2-丙二醇消失，過濾，濾液減壓精餾，得到3,3,3-三氟丙烯碳酸酯。該方法所用原材料廉價(jià)易得，操作簡(jiǎn)單，綠色環(huán)保，所得產(chǎn)品純度高，可達(dá)99.95%，收率達(dá)85%以上[3]。

應(yīng)用

鋰離子電池材料技術(shù)領(lǐng)域公開了一種適配硅碳負(fù)極的電解液和鋰離子電池。所述電解液包括非水有機(jī)溶劑，導(dǎo)電鋰鹽，添加劑；所述添加劑包括3,3,3-三氟丙烯碳酸酯和磷酸酯類添加劑。通過將3,3,3-三氟碳酸丙烯酯和磷酸酯類添加劑兩種添加劑混合使用，3,3,3-三氟碳酸丙烯酯可以在硅碳負(fù)極形成穩(wěn)定的SEI膜，磷酸酯類添加劑在正極材料表面形成保護(hù)膜可以減少過渡金屬元素溶出，間接保護(hù)硅碳負(fù)極的SEI膜結(jié)構(gòu)，從而顯著提高使用硅碳材料作為負(fù)極活性材料的鋰離子電池循環(huán)和存儲(chǔ)性能[4]。

參考文獻(xiàn)

[1]武海濤,李鵬飛,白海龍,等.3,3,3-三氟代碳酸丙烯酯的合成方法[J].有機(jī)氟工業(yè), 2023(3):17-20.

[2]劉建國,鄧偉僑,楊峰斌,等.一種3,3,3-三氟丙烯碳酸酯的制備方法:CN201811313518.5[P].CN109369602A.

[3]王軍,閆彩橋,葛建民,等.3,3,3-三氟碳酸丙烯酯的合成方法:CN201910377798.4[P].CN111892570A.

[4]王海,李素麗,廖波,等.一種適配硅碳負(fù)極的電解液和鋰離子電池:CN201910458816.1[P].CN110148785A.