1,3,2-二噁唑噻吩-2,2-二氧化物简述及其发展现状

1,3,2-二噁唑噻吩-2,2-二氧化物（DTD）的简述

分子式:C₂H₄O₄S，中文别名：2-氧代-1,3,2-二氧硫杂戊烷;1,3,2-二恶唑噻吩-2,2-二氧化物;硫酸亚乙酯;硫酸乙二醇酯;乙烯硫酸;乙二醇硫酸酯;硫酸乙烯酯，英文缩写为DTD。干净的化合物为淡黄色晶体白色晶体或结晶性粉末，不纯时带浅棕色或褐色。在潮湿空气中易吸水水解并显示强酸性，对热不稳定。

1,3,2-二氧杂环戊烷-2,2-二氧化物（DTD）的应用

1,3,2-二氧杂环戊烷-2,2-二氧化物可用于制备咪唑烷鎓盐[1]。用作锂离子电池电解液的成膜添加剂[2,3]，其作用在于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。还可以用于有机合成的羟乙基化试剂合成药物中间体或是作为合成明胶硬化用的某种杂环化合物、抗高血压药品以及新型双表面活性剂的原料。

电解液添加剂中1,3,2-二氧杂环戊烷-2,2-二氧化物（DTD）的作用

1）提高电池高温循环、高温储存和低温放电性能；2）减少高温放置后电池膨胀，降低容量衰减及内阻；2）抑制电池初始容量下降，增大初始放电容量；3）提升石墨负极的稳定性，并提升电池循环性能。

1,3,2-二氧杂环戊烷-2,2-二氧化物（DTD）的行业现状以及供需情况

行业现状

1.1,3,2-二噁唑噻吩-2,2-二氧化物发展时间较短，工艺还未成熟。1,3,2-二噁唑噻吩-2,2-二氧化物有多种合成方法，包括酰化法、取代法、加成法、二氧六环合成法、氧化法等，氧化法是目前电解液添加剂企业主要的合成方法。从成本方面看，路线1使用的贵金属催化剂三氯化钌价格昂贵，难以回收利用；从产品指标看，产品种钠、氯离子指标易超出标准，影响产品应用效果；从废料情况看，使用过量次氯酸钠强氧化剂三废量大，产生大量含盐废水，对环境产生较大影响。

2.制造成本与工艺改进是降本的重要途径。1,3,2-二噁唑噻吩-2,2-二氧化物是一种新型添加剂，工艺仍未成熟，由于产量较少，预计有较高制造费用。随着头部企业扩产，单个装置生产效率提升，预计有较强的规模效应。从工艺上看，产品纯度、连续化生产能力、污染物处理能力等都有望不断改进，提高生产效率并降低成本。

3.通过工艺改进，1,3,2-二噁唑噻吩-2,2-二氧化物环境污染、收率等问题有望改善。2018年10月，苏州华一发布专利《一种硫酸乙烯酯制备方法》，使乙二醇和硫酸二乙酯在碱性催化剂下反应，生成1,3,2-二噁唑噻吩-2,2-二氧化物。此方法能够降低环境污染，更环保，且具有操作简单、安全、收率较理想等优点。

供需情况

三元电池能量密度更高，但缺点是热稳定性较差，而1,3,2-二噁唑噻吩-2,2-二氧化物可提升电池高温循环、高温储存性能，以及减少高温放置后电池膨胀等，因此在三元电池中需要添加更高比例1,3,2-二噁唑噻吩-2,2-二氧化物。假设2022年铁锂电池添加比例0.5%、三元电池添加比例1.2%，预计2022年1,3,2-二噁唑噻吩-2,2-二氧化物 需求量0.94万吨，平均添加比例0.9%。随着电池性能要求提升，预计1,3,2-二噁唑噻吩-2,2-二氧化物添加比例提升。假设2025年铁锂电池添加比例0.8%，三元电池添加比例2%，预计2025年1,3,2-二噁唑噻吩-2,2-二氧化物需求4.2万吨，22-25年CAGR65%。

小结

1,3,2-二氧杂环戊烷-2,2-二氧化物（DTD）作为动力电池的添加剂，其优点是可以缓解大众对新能源汽车的续航焦虑，新能源汽车的发展已经是大趋势，而提高续航也是新能源汽车企业和动力电池企业共同的着力点，1,3,2-二噁唑噻吩-2,2-二氧化物行业的发展逻辑就在于此。

参考文献

[1]Rodolphe Jazzar et al.A New Synthetic Method for the Preparation of Protonated-NHCs and Related Compounds.Journal of organometallic chemistry, 691(14), 3201-3205.

[2]姚万浩, 李劼, 张忠如,等. 锂离子电池电解液成膜添加剂乙烯基亚硫酸乙烯酯的电化学行为[J]. 化学学报, 2009, 67(22):2531-2535.

[3]范超君, 王文炼. 双硫酸乙烯酯成膜添加剂对NCM523电池性能的影响[J]. 广州化工, 2022, 50(22):4.