KR100309777B1 - A non-aqueous electrolyte and a lithium secondary battery made thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 리튬 이차 전지용 전해액은 리튬염과 유기용매로 이루어지고, 상기 유기용매는 에틸렌 카보네이트/디메틸 카보네이트/디에틸 카보네이트의 혼합 용매에 할로겐화 벤젠을 첨가시킨 비수성 유기용매이다. 상기 할로겐화 벤젠은 하기 화학식 1로 나타내어진다:The electrolyte solution for a lithium secondary battery according to the present invention comprises a lithium salt and an organic solvent, and the organic solvent is a non-aqueous organic solvent in which a halogenated benzene is added to a mixed solvent of ethylene carbonate / dimethyl carbonate / diethyl carbonate. The halogenated benzene is represented by the following formula (1):

상기식에서 X는 F, Cl, Br, 또는 I이고 n은 1 내지 3의 정수이다.Wherein X is F, Cl, Br, or I and n is an integer from 1 to 3.

본 발명의 전해액은 결정질 흑연을 음극으로 사용하고 리튬 산화물을 양극으로 사용한 리튬 이차 전지에 적용된다. 상기 전해액을 적용한 리튬 이차 전지는 카보네이트계 용매의 우수한 수명 특성을 보유하는 동시에 할로겐화 벤젠의 사용으로 저온 방전특성과 고온 저장특성이 우수하다.The electrolyte solution of the present invention is applied to a lithium secondary battery using crystalline graphite as a negative electrode and lithium oxide as a positive electrode. The lithium secondary battery to which the electrolyte is applied has excellent life characteristics of a carbonate solvent and excellent low temperature discharge characteristics and high temperature storage characteristics by use of halogenated benzene.

Description

비수성 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지{A NON-AQUEOUS ELECTROLYTE AND A LITHIUM SECONDARY BATTERY MADE THEREOF}A non-aqueous electrolyte and a lithium secondary battery comprising the same {A NON-AQUEOUS ELECTROLYTE AND A LITHIUM SECONDARY BATTERY MADE THEREOF}

발명의 분야Field of invention

본 발명은 비수성 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것으로 서, 더욱 상세하게는 전지의 저온 방전특성을 개선시키기 위하여 에틸렌 카보네이트/디메틸 카보네이트/디에틸 카보네이트의 혼합 용매에 할로겐화 벤젠을 첨가한 비수성 유기용매에 리튬염을 함유시킨 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a non-aqueous electrolyte and a lithium secondary battery comprising the same. More particularly, in order to improve low-temperature discharge characteristics of a battery, a ratio of adding halogenated benzene to a mixed solvent of ethylene carbonate / dimethyl carbonate / diethyl carbonate The present invention relates to an electrolyte solution containing lithium salt in an aqueous organic solvent and a lithium secondary battery including the same.

종래 기술Prior art

최근 첨단 전자산업의 발달로 전자장비의 소량화 및 경량화가 가능케됨에 따라 휴대용 전자 기기의 사용이 증대되고 있다. 이러한 휴대용 전자 기기의 전원으로 높은 에너지 밀도를 가진 전지의 필요성이 증대되어 리튬 이차 전지의 연구가활발하게 진행되고 있다. 리튬 이차 전지의 음극 재료로 리튬 금속이나 탄소재료가 사용되고 있으며 양극 재료로는 리튬 산화물이 사용되고 있다. 리튬 금속을 음극재료로 사용할 경우 수지상결정(dentrite)의 형성으로 인하여 전지단락에 의한 폭팔 위험성이 있기 때문에 음극 재료로서 리튬 금속 대신 탄소재료로 대체되어 가고 있다. 양극재료로는 LiMn2O4, LiMnO2, LiCoO2, LiNiO2, LiNi1-xCoxO2(0<x<1) 등의 복합 금속 산화물들이 사용되고 있다. LiMn2O4, LiMnO2등의 Mn-계 전극 물질은 합성하기도 쉽고 값이 비교적 저렴하며 환경에 대한 오염도 적다는 장점이 있으나 용량이 작다는 단점이 있다. 특히 LiMn2O4는 LiCoO2, LiNiO2등의 다른 활물질에 비해 방전 용량이 작고, 고율 충·방전시 방전 용량이 급격히 감소하며, 고온에서의 연속적인 충·방전시 망간의 용출로 인해 전지 수명이 급격히 열화되는 문제점이 있다. LiCoO2는 양호한 전기 전도도와 높은 전지전압 그리고 우수한 전극특성을 보이며 현재 SONY사 등에서 상업화되어 시판되고 있는 대표적인 양극 전극물질이나 가격이 비싸다는 단점이 있다. LiNiO2는 상기 언급된 양극 전극물질중 비교적 값이 싸며 가장 높은 방전용량의 전지특성을 나타내고 있으나 합성하기 어렵고 높은 방전 용량등으로 전지의 안정성 확보 문제가 대두되고 있다.Recently, with the development of the high-tech electronic industry, it is possible to reduce the weight and weight of electronic equipment, and thus the use of portable electronic devices is increasing. As a power source for such portable electronic devices, the need for a battery having a high energy density has been increased, and research on lithium secondary batteries has been actively conducted. Lithium metal or carbon material is used as a negative electrode material of a lithium secondary battery, and lithium oxide is used as a positive electrode material. When lithium metal is used as a negative electrode material, there is a risk of explosion due to battery shortage due to the formation of dendritic crystals (dentrite), which is being replaced by carbon material instead of lithium metal as a negative electrode material. Composite metal oxides such as LiMn 2 O 4 , LiMnO 2 , LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiNi 1-x Co x O 2 (0 <x <1) are used as the anode material. Mn-based electrode materials, such as LiMn 2 O 4 , LiMnO 2 , are easy to synthesize, relatively inexpensive, and have low environmental pollution but have a small capacity. In particular, LiMn 2 O 4 has a lower discharge capacity than other active materials such as LiCoO 2 and LiNiO 2 , a rapid decrease in discharge capacity at high rates of charge and discharge, and battery life due to elution of manganese during continuous charge and discharge at high temperatures. There is a problem of this deterioration rapidly. LiCoO 2 has good electrical conductivity, high battery voltage, and excellent electrode characteristics, and is a representative anode electrode material commercialized and sold by SONY, and has a disadvantage of being expensive. LiNiO 2 is relatively inexpensive among the above-mentioned cathode electrode materials and exhibits the highest discharge capacity. However, LiNiO 2 is difficult to synthesize and has a high discharge capacity.

또한 전지는 양극/전해액, 음극/전해액 등의 복합적인 반응에 의하여 특성이 나타나기 때문에 적절한 전해액의 사용이 또한 전지의 성능을 향상시키는 중요한 변수중의 하나이다. 종래의 전해액의 체계는 단순히 리튬이온을 이동시키는 매개체 정도의 역할만을 기대하였고 또한 그렇게 작용하여 왔다. 최근에는 이러한 전해액이 충·방전 중에 분해가 될 수 있고 이러한 분해반응은 전지성능에 치명적임이 밝혀진 바 있다. 이에 따라 카보네이트계 용매가 고전위 리튬 이차 전지의 용매로 가장 적합한 것으로 알려져 있으며 다른 용매의 적용가능성은 희박해졌다.In addition, since a battery is characterized by a complex reaction such as an anode / electrolyte and a cathode / electrolyte, the use of an appropriate electrolyte is also one of the important variables for improving the performance of the battery. Conventional electrolyte systems have expected and only acted as the mediators to move lithium ions. Recently, these electrolytes can be decomposed during charging and discharging, and these decomposition reactions have been found to be fatal to battery performance. Accordingly, carbonate-based solvents are known to be the most suitable solvents for high-potential lithium secondary batteries, and the applicability of other solvents is slim.

상기 카보네이트계 용매로는 유전도가 높은 환형(cyclic) 카보네이트와 유전도는 낮지만 점도가 낮은 사슬형(chain) 카보네이트의 혼합 용매가 사용되고 있다. 상기 환형 카보네이트로는 에틸렌 카보네이트가 주로 사용되고 있고, 사슬형 카보네이트로는 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트 또는 메틸에틸 카보네이트가 주로 사용되고 있다. 결정질 흑연을 음극으로 사용하는 이차 전지에 에틸렌 카보네이트와 디메틸 카보네이트의 혼합 용매를 적용할 경우 우수한 수명 특성과 율별 방전특성을 나타낸다. 그러나 에틸렌 카보네이트와 디메틸 카보네이트의 혼합 용매에 리튬염을 첨가한 전해액을 이차 전지에 적용하게 되면 에틸렌 카보네이트의 어는점이 높아서 전지의 저온성능이 급격히 저하되는 문제점이 있다. 실제 저온에서의 방전용량은 공칭용량에 대하여 20∼30정도 수준에 미치지 못한다. 또한 사슬형 카보네이트중 디에틸 카보네이트와 메틸에틸 카보네이트는 디메틸 카보네이트보다 상대적으로 점도가 높아서 전해액의 전도도를 약화시키고 전지의 충·방전 특성, 특히 수명 특성을 저하시키게 된다.As the carbonate solvent, a mixed solvent of cyclic carbonate having high dielectric constant and chain carbonate having low dielectric constant but low viscosity is used. Ethylene carbonate is mainly used as the cyclic carbonate, and dimethyl carbonate, diethyl carbonate or methylethyl carbonate is mainly used as the chain carbonate. When a mixed solvent of ethylene carbonate and dimethyl carbonate is applied to a secondary battery using crystalline graphite as a negative electrode, excellent life characteristics and discharge characteristics at different rates are obtained. However, when an electrolyte solution in which lithium salt is added to a mixed solvent of ethylene carbonate and dimethyl carbonate is applied to a secondary battery, the freezing point of ethylene carbonate is high, and thus the low temperature performance of the battery is sharply lowered. In practice, the discharge capacity at low temperature does not reach the level of about 20 to 30 with respect to the nominal capacity. In addition, diethyl carbonate and methylethyl carbonate in the chain carbonate has a relatively higher viscosity than dimethyl carbonate, which weakens the conductivity of the electrolyte and degrades the charge / discharge characteristics of the battery, particularly the life characteristics.

본 발명의 목적은 카보네이트계 용매에 할로겐화 벤젠을 첨가함으로써 저온에서도 우수한 전도도 특성을 가지는 비수성 전해액을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte having excellent conductivity characteristics even at low temperatures by adding halogenated benzene to a carbonate solvent.

본 발명의 다른 목적은 충·방전 특성과 수명 특성이 우수할 뿐만 아니라 저온 방전 특성과 고온 저장 특성도 우수한 리튬 이차 전지를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a lithium secondary battery having excellent charge / discharge characteristics and lifetime characteristics, as well as excellent low temperature discharge characteristics and high temperature storage characteristics.

도 1은 실시예 1∼5 및 비교예 1∼2의 사이클에 따른 수명특성을 나타낸 그래프.1 is a graph showing the life characteristics of the cycle of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 유기용매와 리튬염을 포함하는 전해액으로서, 상기 유기용매는 에틸렌 카보네이트/디메틸 카보네이트/디에틸 카보네이트의 혼합 용매에 할로겐화 벤젠을 첨가한 비수성 유기용매인 리튬 이차 전지용 전해액을 제공한다.In order to achieve the object of the present invention, as an electrolyte solution containing an organic solvent and a lithium salt, the organic solvent is a lithium secondary non-aqueous organic solvent in which a halogenated benzene is added to a mixed solvent of ethylene carbonate / dimethyl carbonate / diethyl carbonate It provides a battery electrolyte.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 비수성 전해액은 유기용매와 리튬염으로 이루어지며, 상기 유기용매는 에틸렌 카보네이트/디메틸 카보네이트/디에틸 카보네이트의 혼합 용매에 전지의 저온 특성, 수명 특성 및 고온 저장 특성을 개선시키기 위하여 할로겐화 벤젠을 첨가한다. 상기 에틸렌 카보네이트 : 디메틸 카보네이트 : 디에틸 카보네이트의 혼합비는 30∼50 : 30∼50 : 10∼30의 비율로 혼합될 수 있다. 이러한 혼합비를 벗어나는 경우 충분히 전지의 성능을 개선시키지 못한다.The non-aqueous electrolyte solution of the present invention is composed of an organic solvent and a lithium salt, and the organic solvent is a halogenated benzene in order to improve low temperature characteristics, life characteristics and high temperature storage characteristics of a battery in a mixed solvent of ethylene carbonate / dimethyl carbonate / diethyl carbonate. Add. The mixing ratio of the ethylene carbonate: dimethyl carbonate: diethyl carbonate may be mixed in a ratio of 30 to 50:30 to 50:10 to 30. Out of this mixing ratio does not sufficiently improve the performance of the battery.

상기 에틸렌 카보네이트/디메틸 카보네이트/디에틸 카보네이트의 혼합 용매에 첨가되는 할로겐화 벤젠은 하기 화학식 1로 나타내어진다:The halogenated benzene added to the mixed solvent of ethylene carbonate / dimethyl carbonate / diethyl carbonate is represented by the following general formula (1):

화학식 1Formula 1

상기식에서 X는 F, Cl, Br, 또는 I이고 n은 1 내지 3의 정수이다. 상기 할로겐화 벤젠은 어는점이 높고, 전지의 작동 전압 구간에서 전기화학적으로 안정하며, 저온에서도 높은 전도도 특성을 나타낸다. 할로겐화 벤젠은 전체 용매에 대하여 5∼40 부피의 양으로 첨가될 수 있으며, 10∼30 부피의 양으로 첨가되는 것이 바람직하다. 할로겐화 벤젠의 양이 5 부피미만일 경우에는 저온 전도도가 낮아지며, 40 부피를 초과하는 경우에는 상온전도도가 저하된다.Wherein X is F, Cl, Br, or I and n is an integer from 1 to 3. The halogenated benzene has a high freezing point, is electrochemically stable in the operating voltage range of the battery, and exhibits high conductivity at low temperatures. Halogenated benzene can be added in an amount of 5 to 40 volumes with respect to the total solvent, preferably in an amount of 10 to 30 volumes. If the amount of halogenated benzene is less than 5 volumes, the low temperature conductivity is lowered, and if it exceeds 40 volumes, the room temperature conductivity is lowered.

상기 리튬염으로는 리튬 헥사플루오로포스페이트(LiPF6), 리튬 테트라플루오로보레이트(LiBF4), 리튬 헥사플로오로아세네이트(LiAsF6), 리튬 퍼클로레이트(LiClO4), 리튬 트리플루오로메탄설포네이트(LiCF3SO3) 또는 이들중 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 이들 염들은 0.7∼2.0M의 농도로 첨가된다. 염의 농도가 0.7M 미만이면 전해액의 전도도가 낮아짐으로써 전해액 성능이 저하되고 2.0M을 초과하게 되면 저온에서 점도가 증가함에 따라 저온 성능이 떨어지는 문제점이 있다.Lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium hexafluoroacetate (LiAsF 6 ), lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium trifluoromethanesulfonate (LiCF 3 SO 3 ) or mixtures of two or more thereof can be used. These salts are added at a concentration of 0.7-2.0 M. If the salt concentration is less than 0.7M, the conductivity of the electrolyte is lowered, so that the performance of the electrolyte is lowered, and if it exceeds 2.0M, there is a problem that the low temperature performance is lowered as the viscosity increases at a lower temperature.

본 발명의 비수성 전해액은 결정질 흑연을 음극으로 사용하고 리튬 산화물을 양극으로 사용한 리튬 이차 전지에 적용된다. 상기 결정질 흑연은 리튬 이온을 삽입/탈삽입시킬 수 있는 흑연 탄소 물질(graphitic carbonaceous material)로 제조된다. 상기 결정질 흑연은 d002층간거리(interplanar distance)가 3.4Å보다 작은 것이 바람직하다. 메조페이스 핏치 코크(mesophase pitch cokes)를 2500∼3000℃의 고온에서 열처리하여 제조된 흑연 또는 천연흑연이 바람직하게 사용될 수 있다.The nonaqueous electrolyte solution of the present invention is applied to a lithium secondary battery using crystalline graphite as a negative electrode and lithium oxide as a positive electrode. The crystalline graphite is made of a graphite carbonaceous material capable of intercalating / deintercalating lithium ions. The crystalline graphite preferably has an d 002 interplanar distance of less than 3.4 kPa. Graphite or natural graphite prepared by heat-treating mesophase pitch cokes at a high temperature of 2500 to 3000 ° C may be preferably used.

상기 양극을 구성하는 리튬 산화물도 리튬 이온을 삽입/탈삽입시킬 수 있으며, 이들의 구체적인 예로는 LiCoO2, LiNi1-x-yCoxMyO2(0<x<1, 0<y<1, 0<x+y<1, M은 Al, Sr, Mg, La 등의 금속), LiMnO2, LiMn2O4등이 있다. The lithium oxide constituting the anode may also insert / deinsert lithium ions, and specific examples thereof may include LiCoO.2, LiNi1-xyCoxMyO2(0 <x <1, 0 <y <1, 0 <x + y <1, M is metal such as Al, Sr, Mg, La), LiMnO2, LiMn2O4Etc.

다음은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예들은 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.The following presents a preferred embodiment to aid the understanding of the present invention. However, the following examples are merely provided to more easily understand the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

실시예 및 비교예Examples and Comparative Examples

실시예 1∼5Examples 1-5

실시예 1∼5에서는 에틸렌 카보네이트/디메틸 카보네이트/디에틸 카보네이트(EC/DMC/DEC)가 1/1/1로 혼합된 유기용매에 플루오로벤젠을 첨가하고 1.15M의 LiPF6를 첨가하여 비수성 전해액을 제조하여 사용하였다. 실시예 1∼5에 사용된 플루오로벤젠의 종류와 사용량은 표 1에 기재되어 있다. 양극 활물질인 LiCoO2로 양극을 구성하고, 음극 활물질인 결정질 흑연으로 음극을 구성하고 결합제로 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)를 사용하고 도전제로 아세틸렌 블랙을 사용하여 18650 원통형 전지를 제조하였다.In Examples 1 to 5, fluorobenzene was added to an organic solvent in which ethylene carbonate / dimethyl carbonate / diethyl carbonate (EC / DMC / DEC) was mixed in 1/1/1, and 1.15 M of LiPF 6 was added to the non-aqueous solution. An electrolyte solution was prepared and used. The type and amount of fluorobenzene used in Examples 1 to 5 are listed in Table 1. An 18650 cylindrical battery was fabricated using LiCoO 2 , a cathode active material, a cathode composed of crystalline graphite, an anode active material, polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder, and acetylene black as a conductive agent.

비교예 1∼2Comparative Examples 1 and 2

비교예 1은 에틸렌 카보네이트/디메틸 카보네이트(EC/DMC)의 혼합 용매를 사용하고 비교예 2는 에틸렌 카보네이트/디메틸 카보네이트/디에틸 카보네이트(EC/DMC/DEC)의 혼합용매를 사용하였다. 비교예 1과 2는 플루오로벤젠을 첨가하지 않은 것을 제외하고 상기 실시예 1∼5에서와 동일한 방법으로 전지를 제조하였다.Comparative Example 1 used a mixed solvent of ethylene carbonate / dimethyl carbonate (EC / DMC) and Comparative Example 2 used a mixed solvent of ethylene carbonate / dimethyl carbonate / diethyl carbonate (EC / DMC / DEC). Comparative Examples 1 and 2 were prepared in the same manner as in Examples 1 to 5 except that fluorobenzene was not added.

유기용매Organic solvent 할로겐화 벤젠Halogenated benzene 할로겐화벤젠의 사용량 (부피)Usage of Halogenated Benzene (Volume) 실시예Example 1One EC/DEC/DMCEC / DEC / DMC 플루오로 벤젠Fluorobenzene 1010 22 EC/DEC/DMCEC / DEC / DMC 1,2-디플루오로벤젠1,2-difluorobenzene 1010 33 EC/DEC/DMCEC / DEC / DMC 1,3-디플루오로벤젠1,3-difluorobenzene 1010 44 EC/DEC/DMCEC / DEC / DMC 1,4-디플루오로벤젠1,4-difluorobenzene 1010 55 EC/DEC/DMCEC / DEC / DMC 1,2,4-트리플루오로벤젠1,2,4-trifluorobenzene 1010 비교예Comparative example 1One EC/DMCEC / DMC -- -- 22 EC/DMC/DECEC / DMC / DEC -- --

상기 제조된 실시예 1∼5 및 비교예 1∼2의 리튬 이차 전지에 대하여 전지의 사이클에 따른 수명 특성을 측정하여 도 1에 나타내었다. 전지의 방전용량은 1C의 정전류 및 4.1V의 정전압에서 충전시킨 다음, 1C 및 2.75V의 cut-off 전압에서 방전시켜 측정하였다. 도 1로부터 플루오로벤젠을 함유시킨 실시예 1∼5에 따른 전지가 카보네이트계 용매로만 이루어진 비교예 1∼2의 전지에 비하여 사이클에 따른 수명 특성이 우수함을 알 수 있다.For the lithium secondary batteries of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 2 prepared above, the life characteristics of the cycles of the batteries were measured and shown in FIG. 1. The discharge capacity of the battery was measured by charging at a constant current of 1C and a constant voltage of 4.1V, then discharging at cut-off voltages of 1C and 2.75V. It can be seen from FIG. 1 that the batteries according to Examples 1 to 5 containing fluorobenzene have superior life characteristics according to cycles as compared to the batteries of Comparative Examples 1 to 2 composed of only a carbonate solvent.

0.2C의 정전류 및 4.1V의 정전압에서 충전시킨 다음, -20℃에서 16시간 방치시킨 후 0.2C 및 2.75V의 cut-off 전압에서 방전시켜 저온 방전용량을 측정하였다. 공칭용량에 대한 -20℃에서의 방전용량의 비율을 하기 표 2에 기재하였다. 0.5C의 정전류 및 4.1V의 정전압 조건하에서 충전시킨 다음, 60℃에서 30일 방치시킨 후 상온에서 0.2C 및 2.75V의 cut-off 전압 조건하에서 방전시켜 용량을 측정하여 고온 저장 특성을 알아보았다. 공칭용량에 대한 상기 상온에서의 방전용량의 비율을하기 표 2에 기재하였다.Charged at a constant current of 0.2C and a constant voltage of 4.1V, and then allowed to stand at -20 ℃ for 16 hours to discharge at a cut-off voltage of 0.2C and 2.75V to measure the low-temperature discharge capacity. The ratio of the discharge capacity at -20 ° C to the nominal capacity is shown in Table 2 below. After charging at a constant current of 0.5C and a constant voltage of 4.1V, it was left for 30 days at 60 ℃ and discharged under the cut-off voltage conditions of 0.2C and 2.75V at room temperature to determine the high temperature storage characteristics. The ratio of the discharge capacity at room temperature to the nominal capacity is shown in Table 2 below.

실시예Example 비교예Comparative example 1One 22 33 44 55 1One 22 저온방전용량()* Low Temperature Discharge Capacity () * 84.584.5 84.284.2 83.383.3 84.184.1 81.381.3 23.723.7 83.183.1 고온방전용량()** High Temperature Discharge Capacity () ** 89.2089.20 88.9888.98 89.0189.01 89.1389.13 88.2388.23 87.5087.50 85.4685.46

주) * 공칭용량에 대한 초기 방전용량의 비율Note) Ratio of initial discharge capacity to nominal capacity

** 공칭용량에 대한 -20℃에서의 방전용량의 비율** Ratio of discharge capacity at -20 ℃ to nominal capacity

상기 표 2에 기재된 바와 같이 플루오로벤젠이 첨가된 실시예 1∼5가 비교예 1∼2에 비하여 저온 방전 특성과 고온 저장 특성이 모두 우수함을 알 수 있다.As shown in Table 2, it can be seen that Examples 1 to 5 to which fluorobenzene was added are excellent in both low-temperature discharge characteristics and high-temperature storage characteristics as compared to Comparative Examples 1 and 2.

본 발명에 따라 제조된 리튬 이차 전지용 전해액은 카보네이트계 용매에 할로겐화 벤젠을 첨가함으로써 저온에서도 이온 전도도 특성이 우수하다. 결정질 흑연을 음극으로 사용하고 리튬 산화물을 양극으로 사용한 리튬 이차 전지에 본 발명의 비수성 전해액을 적용시키게 되면 충·방전 특성과 수명 특성이 우수할 뿐만 아니라 저온 방전 특성도 우수하고 고온 저장 특성도 개선된다.The lithium secondary battery electrolyte prepared according to the present invention has excellent ion conductivity at low temperatures by adding halogenated benzene to a carbonate solvent. When the nonaqueous electrolyte solution of the present invention is applied to a lithium secondary battery using crystalline graphite as a negative electrode and lithium oxide as a positive electrode, not only the charge and discharge characteristics and life characteristics are excellent, but also the low temperature discharge characteristics and the high temperature storage characteristics are improved. do.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.Simple modifications or changes of the present invention can be easily carried out by those skilled in the art, and all such modifications or changes can be seen to be included in the scope of the present invention.

Claims (6)

유기용매와 리튬염을 포함하는 전해액으로, 상기 유기용매는 에틸렌 카보네이트/디메틸 카보네이트/디에틸 카보네이트의 혼합 용매에 하기 화학식 1의 할로겐화 벤젠을 첨가한 비수성 유기용매인 리튬 이차 전지용 전해액:An electrolyte solution containing an organic solvent and a lithium salt, wherein the organic solvent is a non-aqueous organic solvent in which a halogenated benzene of Formula 1 is added to a mixed solvent of ethylene carbonate / dimethyl carbonate / diethyl carbonate: 화학식 1Formula 1 상기식에서 X는 F, Cl, Br, 또는 I이고 n은 1 내지 3의 정수임.Wherein X is F, Cl, Br, or I and n is an integer from 1 to 3. 제1항에 있어서, 상기 에틸렌 카보네이트 : 디메틸 카보네이트 : 디에틸 카보네이트의 부피비는 30∼50 : 30∼50 : 10∼30인 리튬 이차 전지용 전해액.The electrolyte solution for a lithium secondary battery according to claim 1, wherein the volume ratio of said ethylene carbonate: dimethyl carbonate: diethyl carbonate is 30-50: 30-50: 10-10. 제1항에 있어서, 상기 할로겐화 벤젠의 첨가량은 5∼40 부피인 리튬 이차 전지용 전해액.The electrolyte of claim 1, wherein the amount of the halogenated benzene added is 5 to 40 vol. 제1항에 있어서, 상기 리튬염은 리튬 헥사플루오로포스페이트(LiPF6), 리튬 테트라플루오로보레이트(LiBF4), 리튬 헥사플로오로아세네이트(LiAsF6), 리튬 퍼클로레이트(LiClO4), 리튬 트리플루오로메탄설포네이트(LiCF3SO3) 및 이들중 둘 이상의혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 리튬 이차 전지용 전해액.The method of claim 1, wherein the lithium salt is lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium hexafluoroacetate (LiAsF 6 ), lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium tri An electrolytic solution for a lithium secondary battery selected from the group consisting of fluoromethanesulfonate (LiCF 3 SO 3 ) and a mixture of two or more thereof. 제4항에 있어서, 상기 리튬염은 0.7∼2.0M의 농도로 첨가되는 리튬 이차 전지용 전해액.The electrolyte solution for lithium secondary batteries according to claim 4, wherein the lithium salt is added at a concentration of 0.7 to 2.0 M. 제1항 내지 제5항의 어느 하나의 항에 따른 전해액;Electrolyte according to any one of claims 1 to 5; 결정질 흑연으로 구성된 음극; 및A cathode composed of crystalline graphite; And 리튬 산화물로 구성된 양극;A positive electrode composed of lithium oxide; 을 포함하는 리튬 이차 전지.Lithium secondary battery comprising a.
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