【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电解液添加剂制备，特别是涉及一种赤藓糖双环亚硫酸酯及其制备方法、赤藓糖双环硫酸酯、非水电解液。
技术介绍
1、金属离子电池能量密度高、循环寿命长、可靠性良好，已成为电子产品和电动汽车最常用的能量存储和转换技术。为了进一步提高金属离子电池的性能，一般通过调节电解液组分调控其在电极表面分解形成的固体电解液界面(sei)膜，sei层作为一层物理屏障，隔绝了电极材料和电解液的直接接触，这减少了电解液对电极材料的腐蚀作用，延长了电池的使用寿命，因此普遍认为sei能有效稳定电极和电解液。
2、目前电解液是制约动力电池发展的关键因素之一，决定着电池的循环、高低温和安全性能。其中，添加剂的选择对电解液的浸润性、阻燃性能、成膜性能等都有显著影响，是高性能电解液开发的关键。随着电池厂对安全性、充放电倍率、循环寿命、高电压特性等性能要求的提升，所需的电解液配方复杂性以及与之适配的添加剂多样性需要逐步提升。
3、而电解液产品的差异性主要体现在针对客户需求调制的配方以及改善性能的添加剂，少量的添加剂即可明显改善电池性能。硫酸乙烯酯作为锂离子电池电解液常用的添加剂，能够抑制电池初始容量的下降，增大初始放电容量，减少高温放置后的电池膨胀，提高电池的充放电性能及循环次数。赤藓糖双环硫酸酯作为硫酸乙烯酯的一种，具有广阔的市场需求和开发前景。
4、赤藓糖双环硫酸酯，可以称为[4,4'-双(1,3,2-二氧硫杂环烷)]2,2,2',2'-四氧化物或联二硫酸乙烯酯，是一种新型的环状硫酸酯类电解液添加剂，具有双环硫酸
5、目前，赤藓糖双环硫酸酯常用的制备方法是以赤藓糖醇和氯化亚砜为原料制备赤藓糖双环亚硫酸中间体，该中间体在氧化剂的作用下反应制备赤藓糖双环硫酸酯，其中，
6、专利cn116462656a中公开了以双氧水为氧化剂，在固体催化剂的作用下，氧化得到环状硫酸酯；但该方法中环化反应的选择性较差，生成目标中间体的同时也会生成双六元并环异构体等多种同分异构体混合物；
7、专利cn114685424a和cn117069690a公开了以赤藓糖醇和氯化亚砜反应获得目标中间体；该方法反应过程中使用二氯亚砜毒性大、副产物多、引入的氯离子导致产品难以纯化。
8、赤藓糖双环亚硫酸中间体属于环状亚硫酸乙烯酯类化合物，目前一般采用环氧乙烷和二氧化硫进行加成反应得到亚硫酸乙烯酯，但该反应工艺流程复杂、副产物多、产率低。其中，
9、专利gb783561a中公开了以环氧乙烷和二氧化硫为原料，制备亚硫酸乙烯酯，需要在高温(130～170℃)高压(4～25个大气压)下进行；
10、专利cn101210007a公开了采用环氧乙烷和二氧化硫在催化剂存在下接触反应制备亚硫酸乙烯酯，催化剂为铝的卤化物，该反应的催化剂仅针对单环亚硫酸乙烯酯有效；
11、专利cn101210008a公开了采用环氧乙烷和二氧化硫在催化剂存在下接触反应制备亚硫酸乙烯酯，催化剂为聚乙二醇与金属卤化物形成的络合物，该反应采用组合式的催化剂，成本得不到有效降低，且最终产品分离困难，且仅针对单环亚硫酸乙烯酯有效；
12、专利cn115745952a公开了环氧乙烷和二氧化硫在咪唑类离子液体和助剂催化作用下，反应得到亚硫酸乙烯酯；该反应采用组合式的催化剂，成本得不到有效降低，且最终产品分离困难，且仅针对单环亚硫酸乙烯酯有效；
13、专利cn117258838a公开了环氧乙烷与二氧化硫在催化剂的存在下接触反应制备亚硫酸乙烯酯，催化剂为烃基硼烷和含氮有机化合物；该反应采用组合式的催化剂，成本得不到有效降低，且最终产品分离困难，且仅针对单环亚硫酸乙烯酯有效。
14、现有技术中环氧乙烷和二氧化硫所用的催化剂，仅针对单环亚硫酸乙烯酯表现有效，而对于含有多个环氧结构的底物，其与二氧化硫的环化反应由于区域选择性问题，易形成多个异构体且易形成聚硫酯结构，目前尚未有研究报道多环氧底物与二氧化硫环化催化环加成反应。
15、赤藓糖双环亚硫酸酯中间体是制备赤藓糖双环硫酸酯的重要前体，如何高效、高选择性的获得赤藓糖双环亚硫酸酯中间体，是目前亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种赤藓糖双环亚硫酸酯及其制备方法、赤藓糖双环硫酸酯、非水电解液，用于解决现有技术中无法高效、高选择性的获得赤藓糖双环亚硫酸酯及赤藓糖双环硫酸酯的问题。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术通过以下技术方案获得。
3、本专利技术第一方面在于提供一种赤藓糖双环亚硫酸酯的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
4、将式(ii)所示的双环氧乙烷与二氧化硫在催化剂的作用下发生接触反应，得到式(iii)所示的赤藓糖双环亚硫酸酯；所述催化剂包括主催化剂和助催化剂，所述主催化剂为多金属氧酸盐；所述助催化剂为季铵盐，所述化学反应式如下：
5、
6、本专利技术第二方面在于提供一种赤藓糖双环亚硫酸酯，由上述制备方法制得。
7、本专利技术第三方面提供一种赤藓糖双环硫酸酯的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：将上述制得的式(iii)所示的赤藓糖双环亚硫酸酯在氧化剂和触媒剂的作用下发生氧化反应，得到式(i)所示的赤藓糖双环硫酸酯，所述化学反应式如下：
8、
9、本专利技术第四方面提供一种赤藓糖双环硫酸酯，采用上述制备方法制得。
10、本专利技术第五方面提供一种非水电解液，包括上述的赤藓糖双环硫酸酯。
11、相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
12、(1)本专利技术提供一种利用多金属氧酸盐类催化剂先催化式(ii)所示的双环氧乙烷与二氧化硫的环加成反应制备双环亚硫酸乙烯酯；再将双环亚硫酸乙烯酯经氧化反应制备赤藓糖双环硫酸酯的新方法。采用本专利技术制备双环硫酸乙烯酯的产率高，纯度高。
13、(2)本专利技术的制备方法简单，反应条件温和，未使用腐蚀性较强的氯化亚砜，反应产率高，无盐酸等含氯副产物生成；多金属氧酸盐催化剂可由廉价金属盐方便制备，且可回收重复利用，合成路线具有原子经济性。
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1.一种赤藓糖双环亚硫酸酯的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的赤藓糖双环亚硫酸酯的制备方法，其特征在于：所述多金属氧酸盐的构型为Keggin型、Wells-Dawson型、Anderson型、Lindqvist型、Waugh型和Silverton型中的任一种；优选地，所述多金属氧酸盐的构型为Anderson型。
3.根据权利要求2所述的赤藓糖双环亚硫酸酯的制备方法，其特征在于：所述多金属氧酸盐的化学结构如式(IV)所示：
4.根据权利要求1所述的赤藓糖双环亚硫酸酯的制备方法，其特征在于：所述季铵盐为四丁基卤化物、四丁基氢氧化铵、四丁基溴化磷中的一种或几种；优选的，所述四丁基卤化物为四丁基溴化铵、四丁基碘化铵、四丁基氯化铵中的一种或几种；
5.根据权利要求1所述的赤藓糖双环亚硫酸酯的制备方法，其特征在于：还包括如下特征中的一项或多项：
6.一种赤藓糖双环亚硫酸酯，其特征在于：由权利要求1-5任意一项所述的制备方法制得。
7.一种赤藓糖双环硫酸酯的制备方法，其特征在于：所述
8.根据权利要求7所述的赤藓糖双环硫酸酯的制备方法，其特征在于：还包括如下特征中的一项或多项：
9.一种赤藓糖双环硫酸酯，其特征在于：采用权利要求7-8任意一项所述的制备方法制得。
10.一种非水电解液，其特征在于：包括权利要求9所述的赤藓糖双环硫酸酯。
...【技术特征摘要】
1.一种赤藓糖双环亚硫酸酯的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的赤藓糖双环亚硫酸酯的制备方法，其特征在于：所述多金属氧酸盐的构型为keggin型、wells-dawson型、anderson型、lindqvist型、waugh型和silverton型中的任一种；优选地，所述多金属氧酸盐的构型为anderson型。
3.根据权利要求2所述的赤藓糖双环亚硫酸酯的制备方法，其特征在于：所述多金属氧酸盐的化学结构如式(iv)所示：
4.根据权利要求1所述的赤藓糖双环亚硫酸酯的制备方法，其特征在于：所述季铵盐为四丁基卤化物、四丁基氢氧化铵、四丁基溴化磷中的一种或几种；优选的，所述四丁基卤化物为四丁基溴化铵、四丁基碘化铵、四丁基氯化铵中的一种或几种；
...【专利技术属性】
技术研发人员：刘雪松，魏万国，朱洋，李功勇，
申请(专利权)人：上海如鲲新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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