碳酸亚乙烯酯

基础信息

  • 产品名称:碳酸亚乙烯酯
  • CasNo.:872-36-6
  • 分子式:C3H2O3
  • 分子量:

物化性质

  • 技术指标:99.99%
  • 沸点:
  • 包装:液体
  • 生产能力:
发布采购

产品详情

CasNo: 872-36-6

分子式: C3H2O3

外观: 液体

交货时间: 15天

包装: 180千克/桶

技术指标: 99.99%

1. 基本信息

  • 化学名称:​ 碳酸亚乙烯酯

  • 英文名称:​ Vinylene Carbonate

  • 缩写/简称:​ VC

  • CAS号:​ 872-36-6

  • 分子式:​ C₃H₂O₃

  • 分子量:​ 86.05 g/mol

  • 外观:​ 常温下为无色至淡黄色透明液体(纯品);工业级产品常为淡黄色至琥珀色液体。

2. 化学性质与物理性质

项目

典型指标 (电池级)

纯度

≥ 99.99% (GC)

水分

≤ 20 ppm

酸值

≤ 20 ppm (以HF计)

密度 (20°C)

1.355 - 1.365 g/cm³

沸点

162°C (分解)

熔点

19 - 22°C

闪点

72°C (闭杯)

折光率 (20°C)

1.421 - 1.423

金属离子杂质

Fe, Ni, Cu, Cr, Zn, Na, K 等总含量 < 1 ppm

3. 主要特性

  1. 高反应活性的不饱和碳酸酯:​ 分子结构中含有一个碳碳双键(C=C)和一个碳酸酯基团。这种独特的结构使其在自由基或电化学条件下极易发生聚合反应。

  2. 优异的电化学性能(锂电池核心添加剂):

    • 成膜添加剂 (SEI Former):​ 在锂离子电池首次充电过程中,VC会在负极(石墨)表面优先还原分解,形成一层致密、薄且稳定的固体电解质界面膜(SEI膜)。

    • 高温保护:​ 形成的SEI膜能有效抑制溶剂(如EC/DEC)在高温下的持续分解,显著改善电池的高温循环性能和存储性能。

    • 过充保护:​ 在电池过充电压(>4.5V)下,VC会发生聚合,形成导电聚合物膜,阻断电流,防止热失控。

  3. 聚合单体:​ 可进行自由基聚合、光聚合或电化学聚合,生成具有特殊光学和电学性能的聚碳酸亚乙烯酯(PVC)或交联聚合物。

  4. 高纯度要求:​ 作为电子化学品,对水分、酸值和金属离子杂质有极其苛刻的要求,因为这些杂质会催化电池自放电、产气或腐蚀电极。

4. 生产工艺

主要采用乙二醇(或二氯乙二醇)与光气/碳酸二甲酯的环化反应,或乙炔与二氧化碳的催化合成

4.1 光气法(传统工艺,逐步淘汰)

  • 步骤:​ 以乙二醇为原料,与光气(COCl₂)在缚酸剂(如三乙胺)存在下,于低温(-10°C至0°C)反应生成氯代碳酸酯中间体,随后在碱性条件下脱氯化氢环化生成VC。

  • 缺点:​ 使用剧毒光气,环境污染大,副产大量含盐废水,不符合绿色化学趋势。

4.2 酯交换/脱卤化氢法(主流工业路线)

  • 步骤1:​ 乙二醇与碳酸二甲酯(DMC)在催化剂(如碱金属醇盐)作用下,进行酯交换反应生成碳酸二羟乙酯(DEC)。

  • 步骤2:​ DEC与二氯亚砜(SOCl₂)或氯化亚砜反应生成二氯代碳酸酯。

  • 步骤3:​ 在惰性溶剂中,用强碱(如叔丁醇钾)进行脱卤化氢环化反应,生成VC粗品。

  • 精制:​ 粗品经过多级精密精馏(减压蒸馏)去除轻组分(DMC、水分)和重组分(高沸物),最后通过分子筛吸附贵金属催化除杂去除微量水分和金属离子,得到电池级VC。

4.3 乙炔法(新兴绿色工艺)

  • 步骤:​ 以电石法或天然气法制得的乙炔(C₂H₂)与二氧化碳(CO₂)为原料,在负载型催化剂(如Cu-Ni双金属催化剂)作用下,一步环化合成VC。

  • 优点:​ 原子经济性高,不使用有毒光气和氯化物,被认为是未来的发展方向,但对催化剂活性和选择性要求极高。

5. 应用领域

5.1 锂离子电池电解液添加剂(核心应用,>95%)

  • 动力锂电池:​ 用于电动汽车(EV)、电动工具、电动自行车的电池中,显著提升电池的循环寿命(尤其是高温45°C-60°C下的循环寿命)和倍率性能。

  • 消费电子电池:​ 用于智能手机、笔记本电脑、平板电脑的电池,改善电池的安全性能(减少鼓包、漏液风险)。

  • 储能电池:​ 用于电网储能、家庭储能的磷酸铁锂电池(LFP),提升电池的浮充寿命。

  • 添加量:​ 通常在电解液中的添加量为 0.5% - 3.0%​ (wt)。

5.2 高分子材料合成

  • 功能性聚合物单体:​ 用于合成聚碳酸亚乙烯酯(PVCA)或与其他单体(如苯乙烯、丙烯酸酯)共聚,制备具有高玻璃化转变温度、良好粘结性和耐水解性的光学树脂、光刻胶或特种粘合剂。

  • 交联剂:​ 利用其双键反应性,作为不饱和聚酯树脂或橡胶的低温交联剂。

5.3 有机合成中间体

  • 用于合成药物(如抗病毒药物)、农药及精细化工产品的中间体,引入碳酸酯官能团。

6. 包装与储运

  • 包装规格:

    • 小包装:20kg/桶,200kg/桶(镀锌铁桶或内壁涂覆特氟龙的钢桶)。

    • 大包装:IBC吨桶(1000L),ISO TANK(需氮气保护)。

  • 储存条件:

    • 冷藏储存:​ 必须在 2°C - 10°C​ 的冷库中避光储存。因为VC在室温下会缓慢自聚(尤其在受热或见光时),生成白色絮状聚合物,导致失效。

    • 惰性气体保护:​ 包装容器内必须充入高纯氮气(N₂),并保持正压,隔绝空气和水分。

    • 远离火种、热源,严禁与氧化剂、酸类、碱类混储。

  • 运输分类:

    • UN编号:​ 1993

    • 危险货物类别:​ 3 (易燃液体) + 8 (腐蚀性,因水解产生酸性物质)

    • 运输车辆需配备制冷或保温措施,防止夏季高温导致自聚。