KR100692733B1 - Nonaqueous electrolyte secondary cell - Google Patents

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Abstract

본 발명은 양극, 리튬 이온을 흡장ㆍ방출할 수 있는 탄소질물을 함유하는 음극, 및 비수용매를 함유하는 비수전해질을 구비한 비수전해질 이차전지에 관한 것으로서, The present invention relates to a nonaqueous electrolyte secondary battery having a positive electrode, a negative electrode containing a carbonaceous material capable of occluding and releasing lithium ions, and a nonaqueous electrolyte containing a nonaqueous solvent.

상기 비수용매는 고리 중에 1 개 이상의 이중 결합을 갖는 설톤 화합물을 포함하고, The non-aqueous solvent includes a sultone compound having at least one double bond in a ring,

상기 탄소질물은 BET법에 의해 비표면적이 1.5 m2/g 이상, 10 m2/g 이하이며, 분말 X선 회절 측정에서 0.336 nm 이하의 면간격(d002)에서 유래하는 피크가 나타나고, CuKα선을 이용하는 X선 회절 측정에서 회절각 2θ가 42.8° ~ 44.0°와 45.5°~ 46.6°에서 피크가 검출되며, 또한 라만 스펙트럼 측정에 의한 R 값이 강도비로 0.3 이상, 면적비로 1 이상인 흑연질 재료를 함유하는 비수전해질 이차전지를 제공하는 것을 특징으로 한다. The carbonaceous material has a specific surface area of 1.5 m 2 / g or more and 10 m 2 / g or less by BET method, and peaks derived from an interplanar spacing (d 002 ) of 0.336 nm or less appear in powder X-ray diffraction measurements, and CuKα In the X-ray diffraction measurement using a line, peaks are detected at diffraction angles 2θ of 42.8 ° to 44.0 ° and 45.5 ° to 46.6 °, and Raman spectrum measurement shows that the R value is 0.3 or more in intensity ratio and 1 or more in area ratio. It is characterized by providing a nonaqueous electrolyte secondary battery containing.

Description

비수전해질 이차전지{NONAQUEOUS ELECTROLYTE SECONDARY CELL}Non-aqueous electrolyte secondary battery {NONAQUEOUS ELECTROLYTE SECONDARY CELL}

본 발명은 비수전해질(非水電解質) 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a nonaqueous electrolyte secondary battery.

최근, 이동체 통신기, 노트북형 컴퓨터, 팜탑(palm top)형 컴퓨터, 일체형 비디오 카메라, 포터블 CD(MD) 플레이어, 무선 전화기 등의 전자기기의 소형화, 경량화를 도모함으로써, 이들 전자기기의 전원으로서, 특히 소형이고 대용량의 전지가 요구되고 있다.In recent years, by miniaturizing and reducing the weight of electronic devices such as mobile communication devices, notebook computers, palm top computers, integrated video cameras, portable CD (MD) players, cordless phones, and the like, in particular, as power sources for these electronic devices, Small and large capacity batteries are required.

이들 전자기기의 전원으로서 보급되고 있는 전지로서는, 알칼리망간 전지와 같은 일차전지나 니켈카드뮴 전지, 납축전지 등의 이차전지를 예로 들 수 있다. 이 중에서도 양극에 리튬 복합 산화물을 이용하고, 음극에 리튬 이온을 흡장ㆍ방출할 수 있는 탄소질물을 이용한 비수전해질 이차전지가 소형 경량으로 단전지(單電池) 전압이 높고, 고에너지 밀도를 얻을 수 있다는 점에서 주목받고 있다.Examples of batteries that are popularized as power sources for these electronic devices include primary batteries such as alkaline manganese batteries and secondary batteries such as nickel cadmium batteries and lead acid batteries. Among these, nonaqueous electrolyte secondary batteries using lithium composite oxide for the positive electrode and carbonaceous materials capable of absorbing and releasing lithium ions for the negative electrode are small, lightweight, and have high unit cell voltage and high energy density. It is attracting attention in that it exists.

음극에서는 탄소질물을 대신하여 리튬이나 리튬 합금을 이용하는 것도 가능하다. 그러나, 그 경우에는 이차전지의 충방전 조작을 반복함으로써 리튬의 용해ㆍ석출이 반복되고, 바늘 형상으로 성장한, 이른바 덴드라이트(dendrite)가 형성되어, 이 덴드라이트가 세퍼레이터(separator)를 관통함으로써 내부 단락을 발생시킬 우려가 있는 등의 문제가 있다. 한편, 탄소질물을 함유한 음극은 리튬 또는 리튬 합금을 함유한 음극과 비교하여 덴드라이트의 형성이 일어나기 어렵다. 또한, 흑연질 재료를 이용함으로써 음극 용량을 이론 용량의 372 mAh/g에 가깝게 할 수 있고, 고용량 리튬 이온 이차전지를 실현할 수 있다. 그러나, 흑연질 재료는 리튬 이온 이차전지에 이용되는 비수전해질의 대부분에 대해 활성이 높고, 재료 자체의 박리에 의한 이탈과 함께 비수전해질의 분해를 일으키기 때문에 이차전지의 초기 충방전 효율, 방전 용량 및 사이클 특성이 낮아진다는 문제점이 있다.In the negative electrode, lithium or lithium alloy may be used instead of the carbonaceous material. In this case, however, the charge / discharge operation of the secondary battery is repeated, so that dissolution and precipitation of lithium are repeated to form a so-called dendrite that grows in a needle shape, and the dendrite penetrates a separator to form an internal portion. There is a problem that a short circuit may occur. On the other hand, the negative electrode containing carbonaceous material is less likely to form dendrites as compared with the negative electrode containing lithium or lithium alloy. In addition, by using the graphite material, the cathode capacity can be made close to 372 mAh / g of the theoretical capacity, and a high capacity lithium ion secondary battery can be realized. However, since the graphite material has high activity against most of the nonaqueous electrolytes used in the lithium ion secondary battery and causes decomposition of the nonaqueous electrolyte with the release of the material itself, the initial charge and discharge efficiency, discharge capacity and There is a problem that the cycle characteristics are lowered.

본 발명은 초기 충방전 효율, 방전 용량 및 사이클 특성을 동시에 만족시키는 비수전해질 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a nonaqueous electrolyte secondary battery that satisfies initial charge and discharge efficiency, discharge capacity and cycle characteristics simultaneously.

본 발명에 의하면, 양극, 리튬 이온을 흡장ㆍ방출할 수 있는 탄소질물을 함유한 음극, 및 비수용매를 함유한 비수전해질을 구비한 비수전해질 이차전지이고,According to the present invention, there is provided a nonaqueous electrolyte secondary battery having a positive electrode, a negative electrode containing a carbonaceous material capable of occluding and releasing lithium ions, and a nonaqueous electrolyte containing a nonaqueous solvent.

상기 비수용매는 고리 중에 1 개 이상의 이중 결합을 갖는 설톤 화합물을 포함하며,The non-aqueous solvent includes a sultone compound having at least one double bond in the ring,

상기 탄소질물은 BET법에 의한 비표면적이 1.5 m2/g 이상, 10 m2/g 이하로, 분말 X선 회절 측정에 있어서 0.336 nm 이하의 면 간격(d002)에서 유래하는 피크가 나타나고, CuKα선을 이용하는 X선 회절 측정에서 회절각 2θ가 42.8˚ ~ 44.0˚와 45.5˚ ~ 46.6˚에서 피크가 검출되고, 또한 라만 스펙트럼 측정에 의한 R 값이 강도비로 0.3 이상, 면적비로 1 이상인 흑연질 재료를 포함하는 비수전해질 이차전지가 제공된다.The carbonaceous material has a specific surface area of 1.5 m 2 / g or more and 10 m 2 / g or less by the BET method, and peaks derived from a plane interval d 002 of 0.336 nm or less appear in the powder X-ray diffraction measurement. In the X-ray diffraction measurement using CuKα rays, peaks are detected at diffraction angles 2θ of 42.8 ° to 44.0 ° and 45.5 ° to 46.6 °, and Raman spectrum measurement shows that the R value is 0.3 or more in intensity ratio and 1 or more in area ratio. A nonaqueous electrolyte secondary battery comprising a material is provided.

또, 본 발명에 의하면 양극, 리튬 이온을 흡장ㆍ방출 가능한 탄소질물을 함유하는 음극, 및 비수용매를 포함하는 비수전해질을 구비한 비수전해질 이차전지이며,According to the present invention, there is also provided a nonaqueous electrolyte secondary battery having a positive electrode, a negative electrode containing a carbonaceous material capable of occluding and releasing lithium ions, and a nonaqueous electrolyte containing a nonaqueous solvent.

상기 비수용매는 고리 중에 1 개 이상의 이중 결합을 갖는 설톤 화합물을 포함하고,The non-aqueous solvent includes a sultone compound having at least one double bond in a ring,

상기 탄소질물은 BET법에 의한 비표면적이 1.5 m2/g 이상, 10 m2/g 이하로, 분말 X선 회절 측정에 있어서 0.336 nm 이하인 면 간격(d002)에서 유래하는 피크가 나타나고, 능면체 정계(菱面體晶系) 구조를 갖고, 또한 라만 스펙트럼 측정에 의한 R 값이 강도비로 0.3 이상, 면적비로 1 이상인 흑연질 재료를 포함하는 비수전해질 이차전지가 제공된다.The carbonaceous substance has a specific surface area of 1.5 m 2 / g or more and 10 m 2 / g or less according to the BET method, and peaks derived from the surface interval d 002 of 0.336 nm or less appear in powder X-ray diffraction measurement. A nonaqueous electrolyte secondary battery comprising a graphite material having a tetrahedral structure and having an R value of 0.3 or more in intensity ratio and 1 or more in area ratio by Raman spectrum measurement is provided.

도 1은 본 발명에 따른 비수전해질 이차전지의 일례인 박형(薄型) 비수전해질 이차전지를 도시한 사시도,1 is a perspective view showing a thin nonaqueous electrolyte secondary battery which is an example of a nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention;

도 2는 도 1의 박형 비수전해질 이차전지를 Ⅱ-Ⅱ선을 따라서 절단한 부분 단면도,FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the thin nonaqueous electrolyte secondary battery of FIG. 1 taken along line II-II; FIG.

도 3은 본 발명에 따른 비수전해질 이차전지의 일례인 원통형 비수전해질 이차전지를 도시하는 부분 단면도,3 is a partial cross-sectional view showing a cylindrical nonaqueous electrolyte secondary battery which is an example of a nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention;

도 4는 실시예 1의 비수전해질 이차전지의 흑연질 재료에 대한 CuKα선을 이용하는 X선 회절 측정에 의해 얻어지는 회절 패턴을 나타내는 모식도 및4 is a schematic diagram showing a diffraction pattern obtained by X-ray diffraction measurement using CuKα rays with respect to the graphite material of the nonaqueous electrolyte secondary battery of Example 1;

도 5는 실시예 1의 비수전해질 이차전지의 비수전해질에 포함되는 PRS에 대한 1HNMR 스펙트럼을 나타내는 특성도이다.FIG. 5 is a characteristic diagram showing 1 HNMR spectra of PRSs included in the nonaqueous electrolyte of the nonaqueous electrolyte secondary battery of Example 1. FIG.

이하, 본 발명에 따른 비수전해질 이차전지의 일례를 설명한다.Hereinafter, an example of the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention will be described.

본 비수전해질 이차전지는 용기, 상기 용기내에 수납되어 양극 및 음극을 함유하는 전극군, 및 상기 전극군에 유지되고 비수용매를 함유하는 비수전해질을 구비한 것이다.The nonaqueous electrolyte secondary battery includes a container, an electrode group housed in the container and containing a positive electrode and a negative electrode, and a nonaqueous electrolyte held in the electrode group and containing a nonaqueous solvent.

상기 비수용매는 고리 중에 1 개 이상의 이중 결합을 갖는 설톤 화합물을 함유하고, 또한 상기 탄소질물의 BET법에 의한 비표면적은 1.5 m2/g 이상, 10 m2/g 이하의 범위 내이다.The nonaqueous solvent contains a sultone compound having one or more double bonds in the ring, and the specific surface area of the carbonaceous material by the BET method is in the range of 1.5 m 2 / g or more and 10 m 2 / g or less.

고리 중에 1 개 이상의 이중 결합을 갖는 설톤 화합물은 탄소질물의 표면에 보호 피막을 형성할 수 있다. 본 발명과 같이 탄소질물의 BET법에 의한 비표면적을 1.5 m2/g 이상, 10 m2/g 이하로 함으로써, 탄소질물 표면에 형성되는 보호 피막의 분포 균일성을 높일 수 있고, 또 충방전에 따른 리튬 인터칼레이션(intercalation) 반응을 보호 피막이 저해하는 것을 억제할 수 있으므로 초기 충방전 효율, 방전 용량 및 사이클 특성을 동시에 만족시키는 비수전해질 이차전지를 제공할 수 있다.Sultone compounds having at least one double bond in the ring can form a protective film on the surface of the carbonaceous material. By setting the specific surface area by the carbonaceous BET method to 1.5 m 2 / g or more and 10 m 2 / g as in the present invention, the uniformity of the distribution of the protective film formed on the carbonaceous material surface can be increased, and the charge and discharge Since it is possible to suppress the protective film from inhibiting the lithium intercalation reaction according to the present invention, it is possible to provide a nonaqueous electrolyte secondary battery that satisfies initial charge and discharge efficiency, discharge capacity, and cycle characteristics simultaneously.

이하, 상기 전극군, 양극, 음극, 세퍼레이터, 비수전해질 및 용기에 대해 설명한다.Hereinafter, the electrode group, the positive electrode, the negative electrode, the separator, the nonaqueous electrolyte and the container will be described.

1) 전극군1) electrode group

상기 전극군은 예컨대, (ⅰ) 양극 및 음극의 그 사이에 세퍼레이터를 개재시켜 편평한 형상 또는 소용돌이 형상으로 감거나, (ⅱ) 양극 및 음극의 그 사이에 세퍼레이터를 개재시켜 소용돌이 형상으로 감은 후, 직경 방향으로 압축하거나, (ⅲ) 양극 및 음극의 그 사이에 세퍼레이터를 개재시켜 1 회 이상 접어 구부리거나, 또는 (ⅳ) 양극과 음극의 그 사이에 세퍼레이터를 개재시키면서 적층하는 방법에 의해 제작된다.The electrode group may, for example, be wound into a flat or vortex shape with a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, or (ii) a vortex shape with a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, and then Direction, or (b) bend or fold one or more times with a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, or (iii) be laminated with a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode.

전극군에는 프레스를 실시하지 않아도 좋지만, 양극, 음극 및 세퍼레이터의 일체화 강도를 높이기 위해 프레스를 실시해도 좋다. 또, 프레스시에 가열을 실시하는 것도 가능하다.Although it is not necessary to press a electrode group, you may press in order to raise the integration strength of a positive electrode, a negative electrode, and a separator. Moreover, it is also possible to heat at the time of press.

2) 양극2) anode

상기 양극은 집전체와, 집전체의 한면 또는 양면에 담지(擔持)되고 활성 물질을 함유하는 양극층을 포함한다.The positive electrode includes a current collector and a positive electrode layer supported on one or both sides of the current collector and containing an active material.

상기 양극층은 양극 활성 물질, 결착제 및 도전제를 포함한다.The anode layer includes a cathode active material, a binder, and a conductive agent.

상기 양극 활성 물질로서는 여러가지 산화물, 예컨대 이산화망간, 리튬망간 복합 산화물, 리튬 함유 니켈 산화물, 리튬 함유 코발트 산화물, 리튬 함유 니켈 코발트 산화물, 리튬 함유 철산화물, 리튬을 함유하는 바나듐 산화물이나 이황화티탄, 이황화몰리브덴 등의 칼코겐 화합물 등을 들 수 있다. 이 중에서도 리튬 함유 코발트 산화물(예컨대, LiCoO2), 리튬 함유 니켈 코발트 산화물(예컨대, LiNi0.8Co0.2O2), 리튬망간 복합 산화물(예컨대, LiMn2O4, LiMnO2)을 이용하면 고전압을 얻을 수 있으므로 바람직하다. 또, 양극 활성 물질로서는 1 종류의 산화물을 단독으로 사용해도, 또는 2 종류 이상의 산화물을 혼합하여 사용해도 좋다.Examples of the positive electrode active material include various oxides such as manganese dioxide, lithium manganese composite oxide, lithium-containing nickel oxide, lithium-containing cobalt oxide, lithium-containing nickel cobalt oxide, lithium-containing iron oxide, lithium-containing vanadium oxide, titanium disulfide, molybdenum disulfide, and the like. And chalcogen compounds. Among these, when a lithium-containing cobalt oxide (eg, LiCoO 2 ), a lithium-containing nickel cobalt oxide (eg, LiNi 0.8 Co 0.2 O 2 ) and a lithium manganese composite oxide (eg, LiMn 2 O 4 , LiMnO 2 ) are used, a high voltage can be obtained. It is preferable because it can. As the positive electrode active material, one type of oxide may be used alone, or two or more types of oxides may be mixed and used.

상기 도전제로서는 예컨대, 아세틸렌 블랙, 카본 블랙, 흑연 등을 들 수 있다.As said conductive agent, acetylene black, carbon black, graphite, etc. are mentioned, for example.

상기 결착제는 활성 물질을 집전체에 유지시키고, 또한 활성 물질들을 연결하는 기능을 갖는다. 상기 결착제로서는, 예컨대 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리플루오르화비닐리덴(PVdF), 폴리에테르설폰, 에틸렌프로필렌-디엔 공중합체(EPDM), 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 등을 이용할 수 있다.The binder retains the active material in the current collector and also has a function of connecting the active materials. As the binder, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), polyethersulfone, ethylene propylene-diene copolymer (EPDM), styrene-butadiene rubber (SBR) and the like can be used. .

상기 양극 활성 물질, 도전제 및 결착제의 배합 비율은 양극 활성 물질 80 ~ 95 중량%, 도전제 3 ~ 20 중량%, 결착제 2 ~ 7 중량%의 범위로 하는 것이 바람직하다.The blending ratio of the positive electrode active material, the conductive agent and the binder is preferably in the range of 80 to 95% by weight of the positive electrode active material, 3 to 20% by weight of the conductive agent, and 2 to 7% by weight of the binder.

상기 집전체로서는 다공질 구조의 도전성 기판이거나 또는 무공의 도전성 기판을 이용할 수 있다. 이들 도전성 기판은 예컨대, 알루미늄, 스테인리스, 또는 니켈로 형성할 수 있다.As the current collector, a porous conductive substrate or a non-porous conductive substrate can be used. These conductive substrates can be formed of aluminum, stainless steel, or nickel, for example.

상기 양극은, 예컨대 양극 활성 물질에 도전제 및 결착제를 적당한 용매에 현탁시키고, 상기 현탁물을 집전체에 도포, 건조시켜 프레스를 실시함으로써 제작된다.The positive electrode is produced by, for example, suspending a conductive agent and a binder in a positive electrode active material in a suitable solvent, applying the suspension to a current collector, drying, and pressing.

3) 음극3) cathode

상기 음극은 집전체와, 집전체의 한면 또는 양면에 담지되는 음극층을 포함한다.The negative electrode includes a current collector and a negative electrode layer supported on one or both sides of the current collector.

상기 음극층은 리튬 이온을 흡장ㆍ방출하는 탄소질물 및 결착제를 포함한다.The negative electrode layer contains a carbonaceous substance and a binder that occlude and release lithium ions.

상기 탄소질물의 BET법에 의한 비표면적은 1.5 m2/g 이상, 10 m2/g 이하의 범위 내이다. 즉, 비표면적을 1.5 m2/g 미만으로 하면, 리튬 인터칼레이션 반응에 대해 설톤 화합물에서 유래하는 보호 피막이 저항 성분으로서 작용하므로 이차전지의 방전 용량이 저하한다. 한편, 비표면적이 10 m2/g 을 초과하면, 보호 피막의 분포의 균일성이 저하하므로 이차전지의 초기 충방전 효율, 방전 용량 및 충방전 사이클 수명이 저하한다. 비표면적을 1.5 ~ 10 m2/g 의 범위 내로 함으로써 고리형 설톤 화합물에 의한 보호 피막을 균일하게 또는 얇게 할 수 있으므로 비수전해질과 음극 활성 물질과의 접촉에 의한 부반응을 억제하면서 리튬 인터칼레이션을 효율성 좋게 실행할 수 있게 된다. 비표면적의 보다 바람직한 범위는 1.5 ~ 10 m2/g 로, 더 바람직한 범위는 1.5 ~ 6 m2/g 이다.The specific surface area by the BET method of the said carbonaceous material exists in the range of 1.5 m <2> / g or more and 10 m <2> / g or less. That is, when the specific surface area is less than 1.5 m 2 / g, the protective film derived from the sultone compound acts as a resistance component to the lithium intercalation reaction, so that the discharge capacity of the secondary battery decreases. On the other hand, when the specific surface area exceeds 10 m 2 / g, the uniformity of the distribution of the protective film decreases, so that the initial charge and discharge efficiency, discharge capacity and charge and discharge cycle life of the secondary battery decrease. By setting the specific surface area within the range of 1.5 to 10 m 2 / g, the protective coating by the cyclic sultone compound can be made uniform or thin, so that lithium intercalation is suppressed while suppressing side reactions caused by contact between the nonaqueous electrolyte and the negative electrode active material. It can run efficiently. The more preferable range of specific surface area is 1.5-10 m <2> / g, and a more preferable range is 1.5-6 m <2> / g.

탄소질물은 분말 X선 회절 측정에서 0.336 nm 이하의 면간격(d002)에서 유래하는 피크가 나타나는 것이 바람직하다. 즉, 분말 X선 회절 측정에서 0.336 nm 이하의 면간격(d002)에서 유래하는 피크가 검출되지 않는 탄소질물에 의하면 설톤 화합물 이외의 비수용매의 분해 반응이 발생하므로 방전 용량 또는 사이클 수명이 저하할 우려가 있다. 분말 X선 회절 측정에서 0.336 nm 이하의 면간격(d002)에서 유래하는 피크가 나타나는 탄소질물은 설톤 화합물의 분해 전위폭을 좁게 할 수 있으므로 초기 충전시에 설톤 화합물을 선택적으로 분해하여 보호 피막을 형성할 수 있고, 또 설톤 화합물에 의한 보호 피막 형성 반응 속도를 높게 할 수 있다. 그 결과, 이차전지의 충방전 사이클 수명을 더욱 향상시킬 수 있다. 또, 면간격(d002)의 하한값은 완전한 흑연 결정에서의 (002)면의 면간격(d002), 즉 0.3354 nm 으로 하는 것이 바람직하다. 또, 탄소질물에는 0.336 nm을 초과하는 면간격(d002)에서 유래하는 피크가 검출되어도 좋다.The carbonaceous material preferably exhibits a peak derived from an interplanar spacing (d 002 ) of 0.336 nm or less in the powder X-ray diffraction measurement. In other words, the carbonaceous material in which the peak derived from the surface spacing (d 002 ) of 0.336 nm or less is not detected in the powder X-ray diffraction measurement causes decomposition reaction of nonaqueous solvent other than the sultone compound, so that the discharge capacity or cycle life may decrease. There is concern. The carbonaceous material in which the peak derived from the surface spacing (d 002 ) of 0.336 nm or less in the powder X-ray diffraction measurement can narrow the decomposition potential width of the sultone compound. It can form, and the protective film formation reaction speed by a sultone compound can be made high. As a result, the charge and discharge cycle life of the secondary battery can be further improved. The plane spacing (d 002) is the lower limit side of the plane (002) in a complete graphite crystal spacing (d 002), that is preferably set to 0.3354 nm. The carbonaceous material may also detect peaks derived from the surface interval d 002 exceeding 0.336 nm.

탄소질물은 CuKα선을 이용하는 X선 회절 측정에서 회절각 2θ가 42.8° ~ 44.0°와 45.5° ~ 46.6°에서 피크가 검출되는 것이 바람직하다. 이와 같은 탄소질물은 능면체 정계 구조를 갖기 때문에 설톤 화합물의 분해 전위폭을 좁게 할 수 있고, 설톤 화합물 이외의 다른 용매의 분해 반응을 억제할 수 있게 되므로 이차전지의 사이클 수명을 더 향상시킬 수 있다. 특히, 능면체 정계 구조를 갖고, 또한 분말 X선 회절 측정에서 0.336 nm 이하의 면간격(d002)에서 유래하는 피크가 나타나는 탄소질물은 설톤 화합물에서 유래하는 보호 피막의 형성을 촉진하는 효과와 설톤 화합물 이외의 비수용매의 분해 반응을 억제하는 효과를 높게 할 수 있으므로 이차전지의 초기 충방전 효율과 방전 용량을 더 향상시킬 수 있다.The carbonaceous material preferably detects peaks at diffraction angles 2θ of 42.8 ° to 44.0 ° and 45.5 ° to 46.6 ° in X-ray diffraction measurement using CuKα rays. Since the carbonaceous material has a rhombohedral structure, the decomposition potential of the sultone compound can be narrowed, and the decomposition reaction of the solvent other than the sultone compound can be suppressed, thereby further improving the cycle life of the secondary battery. . In particular, the carbonaceous material having a rhombohedral structure and showing peaks derived from a surface spacing (d 002 ) of 0.336 nm or less in powder X-ray diffraction measurement has an effect of promoting formation of a protective film derived from a sultone compound and Since the effect of suppressing the decomposition reaction of the nonaqueous solvent other than the compound can be made high, the initial charge and discharge efficiency and the discharge capacity of the secondary battery can be further improved.

(a) 분말 X선 회절 측정에서 0.336 nm 이하의 면간격(d002)에서 유래하는 피 크가 나타나거나 또는 (b) 능면체 정계 구조를 갖거나 또는 (a) 및 (b) 쌍방의 조건을 만족하는 탄소질물로서는 예컨대, (a) 및 (b) 중 적어도 한쪽의 조건을 만족시키는 천연 흑연을 이용할 수 있다. 또, 이와 같은 탄소질물은 예컨대, 코크스(coke), 피치(pitch), 열경화성 수지 등에 2800 ~ 3000 ℃로 열처리를 실시하거나, 또는 천연 흑연에 코크스, 피치, 열경화성 수지 등을 첨가하고, 이들에 열처리를 실시함으로써 얻을 수 있다.(a) powder X-ray diffraction measurements show peaks from plane spacing (d 002 ) of 0.336 nm or less, or (b) have a rhombohedral structure, or (a) and (b) both conditions. As the satisfactory carbonaceous material, for example, natural graphite that satisfies at least one of the conditions (a) and (b) can be used. In addition, such carbonaceous materials are subjected to heat treatment at, for example, coke, pitch, thermosetting resin, or the like at 2800 to 3000 ° C., or coke, pitch, thermosetting resin, etc. are added to natural graphite, It can be obtained by carrying out.

탄소질물은 라만 스펙트럼 측정에 의한 R 값이 강도비로 0.3 이상, 면적비로 1 이상인 것이 바람직하다. 이와 같은 탄소질물은 비표면적과 내부의 흑연질 구조를 유지한 채, 표면의 일부 또는 전부를 저결정성(低結晶性) 구조로 할 수 있다. 그 결과, 프로필렌카르보네이트(PC)의 분해 반응을 억제할 수 있으므로 PC를 포함하는 비수용매를 이용할 때의 초기 충방전 효율을 향상시킬 수 있고, 방전 용량과 사이클 수명 양쪽에 우수한 이차전지를 실현할 수 있다. 또, 강도비가 1.5 보다 커지고 또 면적비가 4.0 보다 커지면, 탄소질물 중의 저결정성 구조 영역의 비율이 높아지므로 설톤 화합물 이외의 용매의 분해 반응이 조장(助長)될 우려가 있다. 따라서, 강도비의 상한을 1.5로 하고, 또 면적비의 상한을 4.0으로 하는 것이 바람직하다. 강도비의 보다 바람직한 범위는 0.3 ~ 1.5이며, 면적비의 보다 바람직한 범위는 1.0 ~ 3.0이다.As for carbonaceous material, it is preferable that R value by Raman spectrum measurement is 0.3 or more in intensity ratio, and 1 or more in area ratio. Such carbonaceous material can have a low crystalline structure on part or all of the surface while maintaining the specific surface area and the internal graphite structure. As a result, since decomposition reaction of propylene carbonate (PC) can be suppressed, the initial charge / discharge efficiency when using a non-aqueous solvent containing PC can be improved, and a secondary battery excellent in both discharge capacity and cycle life can be realized. Can be. In addition, when the strength ratio is larger than 1.5 and the area ratio is larger than 4.0, the ratio of the low crystalline structure region in the carbonaceous substance is increased, so that decomposition reactions of solvents other than sultone compounds may be promoted. Therefore, it is preferable to set the upper limit of the intensity ratio to 1.5 and the upper limit of the area ratio to 4.0. The range with a more preferable intensity ratio is 0.3-1.5, and the range with a more preferable area ratio is 1.0-3.0.

라만 스펙트럼 측정에 의한 R 값이 강도비로 0.3 이상, 면적비로 1 이상인 탄소질물은 예컨대, 이하에 설명하는 방법으로 제작된다. 즉, 천연 흑연에 코크스, 피치, 열경화성 수지 등의 탄소질물 또는 탄소 전구체를 액상 또는 분쇄하여 미분화한 후 성형한 흑연질 재료와 혼합하고, 그 후 비활성 분위기에서 2500 ℃ 이하의 온도로 열처리함으로써 얻어진다. 또, 흑연질 재료에 벤젠, 톨루엔 등을 이용하여 화학증착을 실시하고, 표면에 결정성이 낮은 탄소층을 석출시킨 것을 이용해도 좋다.Carbonaceous substance whose R value by Raman spectrum measurement is 0.3 or more in intensity ratio and 1 or more in area ratio is produced by the method demonstrated below, for example. That is, carbonaceous materials such as coke, pitch, and thermosetting resins or carbon precursors are finely pulverized in a liquid phase or pulverized, and then mixed with a molded graphite material, and then heat-treated at a temperature of 2500 ° C. or lower in an inert atmosphere. . Further, chemical vapor deposition may be performed on the graphite material using benzene, toluene or the like to deposit a carbon layer having a low crystallinity on the surface thereof.

상기 결착제로서는 예컨대, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리플루오르화비닐덴(PVdF), 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체(EPDM),스티렌-부타디엔 고무(SBR), 카르복시메틸셀룰로스(CMC) 등을 이용할 수 있다.Examples of the binder include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), ethylene-propylene-diene copolymer (EPDM), styrene-butadiene rubber (SBR), carboxymethylcellulose (CMC), and the like. Can be used.

상기 탄소질물 및 상기 결착제의 배합 비율은 탄소질물 90 ~ 98 중량%, 결착제 2 ~ 20 중량%의 범위인 것이 바람직하다.The blending ratio of the carbonaceous material and the binder is preferably in the range of 90 to 98% by weight of the carbonaceous material and 2 to 20% by weight of the binder.

상기 집전체로서는 다공질 구조의 도전성 기판, 또는 무공(無孔)의 도전성 기판을 이용할 수 있다. 이들 도전성 기판은 예컨대, 구리, 스테인리스 또는 니켈로 형성할 수 있다.As the current collector, a porous conductive substrate or a non-porous conductive substrate can be used. These conductive substrates can be formed of copper, stainless steel or nickel, for example.

상기 음극은, 예컨대 리튬 이온을 흡장ㆍ방출하는 탄소질물과 결착제를 용매의 존재하에 혼련하고, 얻어진 현탁물을 집전체에 도포하고, 건조시킨 후 목적하는 압력으로 1 회 프레스 또는 2 ~ 5 회 다단계 프레스함으로써 제작된다.The negative electrode is, for example, kneaded with carbonaceous material and a binder that occludes and releases lithium ions in the presence of a solvent, and the obtained suspension is applied to the current collector, dried, and then pressed once or at a target pressure of 2 to 5 times. It is produced by multi-stage pressing.

4) 세퍼레이터(separator)4) Separator

상기 세퍼레이터로서는 미세 다공성 막, 직포(織布), 부직포(不織布), 이들 중 동일 재료 또는 다른 종류의 재료의 적층물 등을 이용할 수 있다. 세퍼레이터를 형성하는 재료로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합 폴리머, 에틸렌-부텐 공중합 폴리머 등을 예로 들 수 있다. 세퍼레이터의 형성 재료로 서는 상기 종류 중에서 선택되는 1 종류 또는 2 종류 이상을 이용할 수 있다.As the separator, a microporous membrane, a woven fabric, a nonwoven fabric, a laminate of the same material or different kinds of materials, and the like can be used. Examples of the material for forming the separator include polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymers, ethylene-butene copolymers, and the like. As the material for forming the separator, one kind or two or more kinds selected from the above kinds can be used.

상기 세퍼레이터의 두께는 30 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하고, 더 바람직한 범위는 25 ㎛ 이하이다. 또, 두께의 하한값은 5 ㎛로 하는 것이 바람직하고, 더 바람직한 하한값은 8 ㎛이다.It is preferable that the thickness of the said separator shall be 30 micrometers or less, and more preferable range is 25 micrometers or less. Moreover, it is preferable that the lower limit of thickness is 5 micrometers, and a more preferable lower limit is 8 micrometers.

상기 세퍼레이터는 120 ℃, 1 시간 동안의 열수축률을 20 % 이하인 것이 바람직하다. 상기 열수축률은 15 % 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.The separator preferably has a thermal contraction rate of 20% or less at 120 ° C. for 1 hour. As for the said thermal contraction rate, it is more preferable to set it as 15% or less.

상기 세퍼레이터는 다공도가 30 ~ 60 %의 범위인 것이 바람직하다. 다공도의 보다 바람직한 범위는 35 ~ 50 %이다.It is preferable that the separator has a porosity in the range of 30 to 60%. The more preferable range of porosity is 35 to 50%.

상기 세퍼레이터는 공기 투과율이 600초/100㎤ 이하인 것이 바람직하다. 공기 투과율은 100㎤의 공기가 세퍼레이터를 투과하는데 필요한 시간(초)을 의미한다. 공기 투과율의 상한값은 500초/100㎤로 하는 것이 바람직하다. 또, 공기 투과율의 하한값은 50초/100㎤로 하는 것이 바람직하고, 더 바람직한 하한값은 80초/100㎤이다.The separator preferably has an air transmittance of 600 seconds / 100 cm 3 or less. The air permeability refers to the time (seconds) required for 100 cm 3 of air to pass through the separator. The upper limit of the air permeability is preferably 500 seconds / 100 cm 3. In addition, the lower limit of the air permeability is preferably 50 seconds / 100 cm 3, and more preferably 80 seconds / 100 cm 3.

세퍼레이터의 폭은 양극과 음극의 폭에 비해 넓게 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성함으로써 양극과 음극이 세퍼레이터를 통하지 않고 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있다.It is preferable to make the width of the separator wider than the width of the positive electrode and the negative electrode. By such a configuration, it is possible to prevent the positive electrode and the negative electrode from directly contacting each other without passing through the separator.

5) 비수전해질5) non-aqueous electrolyte

상기 비수전해질에는 실질적으로 액상 또는 겔상의 형태를 갖는 것을 사용할 수 있다. 겔상 비수전해질은 어떤 외부 힘에 의해 용기가 파손된 경우에 비수전해질이 외부로 누설될 우려를 작게 할 수 있다. 한편, 액상 비수전해질은 겔상 비수전해질에 비해 이온 전도도를 높게 할 수 있으므로 비수전해질 이차전지를 큰 전류에서 방전했을 때의 용량과 저온에서 방전했을 때의 용량을 향상시킬 수 있다.As the nonaqueous electrolyte, those having a liquid or gel form may be used. The gel nonaqueous electrolyte can reduce the risk that the nonaqueous electrolyte will leak to the outside when the container is broken by any external force. On the other hand, since the liquid nonaqueous electrolyte can have higher ionic conductivity than the gel nonaqueous electrolyte, the capacity when the nonaqueous electrolyte secondary battery is discharged at a large current and at the low temperature can be improved.

상기 비수전해질은 예컨대, 이하의 (Ⅰ) ~ (Ⅵ)에 설명하는 방법으로 조제된다.The said nonaqueous electrolyte is prepared by the method demonstrated to the following (I)-(VI), for example.

(Ⅰ) 상술한 비수용매에 전해질(예컨대, 리튬염)을 용해시킴으로써 비수전해질을 얻는다(액상 비수전해질).(I) A nonaqueous electrolyte is obtained by dissolving an electrolyte (for example, a lithium salt) in the above nonaqueous solvent (liquid nonaqueous electrolyte).

(Ⅱ) 유기 고분자 화합물과 리튬염을 용매로 용해시키고, 폴리머 용액을 조제한다. 다음으로 상기 폴리머 용액을 전극(양극 및 음극 중 적어도 한쪽), 세퍼레이터, 또는 전극과 세퍼레이터의 양쪽에 도포 또는 함침시키고, 용매를 증발시켜서 주조한다. 다음으로, 양극과 음극의 그 사이에 세퍼레이터를 개재시켜 전극군을 얻는다. 이를 용기에 수용하고, 비수전해액을 주액하여, 이를 주조한 폴리머 막에 유지시킴으로써 겔상 비수전해질을 구비하는 이차전지를 얻는다.(II) An organic polymer compound and a lithium salt are dissolved in a solvent to prepare a polymer solution. Next, the polymer solution is applied or impregnated on an electrode (at least one of the positive electrode and the negative electrode), the separator, or both the electrode and the separator, and the solvent is evaporated to cast. Next, an electrode group is obtained through a separator between an anode and a cathode. This is accommodated in a container, the nonaqueous electrolyte is poured and retained in a cast polymer film to obtain a secondary battery having a gel nonaqueous electrolyte.

(Ⅲ) 상술한 (Ⅱ)의 방법에서, 유기 고분자 화합물 대신에 가교 폴리머를 이용해도 좋다. 예컨대, (a) 가교성의 관능기를 갖는 화합물, 리튬염 및 용매로부터 프리폴리머(prepolymer) 용액을 조제하고, 이를 전극(양극 및 음극 중 적어도 한쪽), 세퍼레이터, 또는 전극과 세퍼레이터의 양쪽에 도포 또는 함침시킨 후, 가교성의 관능기를 갖는 화합물을 가교시킨다. 다음으로, 양극과 음극 사이에 세퍼레이터를 개재시켜 전극군을 얻는다. 가교 공정은 용매를 휘발시키기 이전에 실시해도 좋고, 가열에 의해 가교시키는 경우 등은 용매를 휘발시키면서 가교시켜도 좋다. 또는 (b) 프리폴리머 용액을 전극(양극 및 음극 중 적어도 한쪽), 세퍼레이 터, 또는 전극과 세퍼레이터의 양쪽에 도포 또는 함침시킨 후, 양극과 음극의 그 사이에 세퍼레이터를 개재시켜 전극군을 얻는다. 그 후, 가교 공정을 실시하는 것도 가능하다.(III) In the above-mentioned method of (II), a crosslinked polymer may be used instead of the organic polymer compound. For example, (a) a prepolymer solution is prepared from a compound having a crosslinkable functional group, a lithium salt, and a solvent, which is coated or impregnated on an electrode (at least one of an anode and a cathode), a separator, or both an electrode and a separator. Thereafter, the compound having a crosslinkable functional group is crosslinked. Next, an electrode group is obtained through a separator between an anode and a cathode. The crosslinking step may be carried out before the solvent is volatilized, and in the case of crosslinking by heating, the crosslinking may be carried out while volatilizing the solvent. Or (b) a prepolymer solution is applied or impregnated to an electrode (at least one of the positive electrode and the negative electrode), the separator, or both the electrode and the separator, and then an electrode group is obtained by interposing a separator between the positive electrode and the negative electrode. It is also possible to perform a crosslinking process after that.

가교시키는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 장치의 간편성 및 비용면을 고려하여 가열 중합 또는 자외선에 의한 광중합이 바람직하다. 또, 가열 또는 자외선 조사에 의해 가교를 실시할 경우에는 중합 방법에 적합한 중합 개시제를 프리폴리머 용액에 첨가해 둘 필요가 있다. 또, 중합 개시제는 1 종류에 한정되는 것은 아니고, 2 종류 이상을 혼합하여 이용해도 좋다.Although the method of crosslinking is not specifically limited, In consideration of the simplicity and cost of an apparatus, heat polymerization or photopolymerization by an ultraviolet-ray is preferable. In addition, when crosslinking is carried out by heating or ultraviolet irradiation, it is necessary to add a polymerization initiator suitable for the polymerization method to the prepolymer solution. Moreover, a polymerization initiator is not limited to one type, You may mix and use two or more types.

(Ⅳ) 유기 고분자 화합물과 리튬염을 직접 비수전해액에 용해시키고, 겔상 전해질을 얻는다. 이 겔상 전해질을 전극(양극 및 음극 중 적어도 한쪽), 세퍼레이터, 또는 전극과 세퍼레이터의 양쪽에 도포 또는 함침시키고, 계속해서 양극과 음극 사이에 세퍼레이터를 개재시켜 전극군을 얻어, 겔상 비수전해질을 구비하는 이차전지를 얻는다.(IV) The organic polymer compound and the lithium salt are directly dissolved in the nonaqueous electrolyte to obtain a gel electrolyte. The gel electrolyte is coated or impregnated on an electrode (at least one of the positive electrode and the negative electrode), the separator, or both the electrode and the separator, and then a separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode to obtain an electrode group, and the gel nonaqueous electrolyte is provided. Obtain a secondary battery.

(Ⅴ) 상술한 (Ⅳ)의 방법에서, 유기 고분자 화합물 대신에 가교 폴리머를 이용할 수 있다. 예컨대, 가교성 관능기를 갖는 화합물, 리튬염 및 전해액으로부터 프리겔(pre-gel) 용액을 조제하고, 이를 전극(양극 및 음극 중 적어도 한쪽), 세퍼레이터, 또는 전극과 세퍼레이터의 양쪽에 도포 또는 함침시킨 후, 가교성 관능기를 갖는 화합물을 가교시킨다. 상기 가교 공정은 전극군을 제작하기 전에 실시해도 제작 후에 실시해도 좋다.(V) In the above-mentioned method of (IV), a crosslinked polymer can be used in place of the organic polymer compound. For example, a pre-gel solution is prepared from a compound having a crosslinkable functional group, a lithium salt, and an electrolyte, and coated or impregnated with an electrode (at least one of the positive electrode and the negative electrode), the separator, or both the electrode and the separator. Thereafter, the compound having a crosslinkable functional group is crosslinked. You may perform the said crosslinking process before producing an electrode group, or after preparation.

가교시키는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 장치의 간편성 및 비용면을 고 려하여 가열 중합 또는 자외선에 의한 광중합이 바람직하다. 또, 가열 또는 자외선 조사에 의해 가교를 실행하는 경우에는 중합 방법에 적합한 중합 개시제를 프리겔 용액에 첨가해 둘 필요가 있다. 또, 중합 개시제는 1 종류에 한정되지 않고, 2 종류 이상을 혼합하여 이용해도 좋다.The method of crosslinking is not particularly limited, but heat polymerization or photopolymerization by ultraviolet rays is preferable in view of the simplicity and cost of the apparatus. Moreover, when crosslinking is performed by heating or ultraviolet irradiation, it is necessary to add the polymerization initiator suitable for a polymerization method to a pregel solution. In addition, a polymerization initiator is not limited to one type, You may mix and use two or more types.

(Ⅵ) 양극과 음극 사이에 세퍼레이터를 개재시킨 전극군을 용기에 수용한다. 다음으로, 상술한 (Ⅳ)의 겔상 비수전해질을 전극군에 함침시킨 후, 용기를 밀봉하고, 겔상 비수전해질을 구비하는 이차전지를 얻는다. 또는 (Ⅴ)의 프리겔 용액을 전극군에 함침시킨 후, 용기를 밀봉하기 이전이나 이후에 프리겔 용액을 가교시켜, 겔상 비수전해질을 구비하는 이차전지를 얻는다.(VI) An electrode group in which a separator is interposed between an anode and a cathode is accommodated in a container. Next, after impregnating the electrode group with the gel nonaqueous electrolyte of the above-mentioned (IV), the container is sealed and the secondary battery provided with the gel nonaqueous electrolyte is obtained. Or after impregnating the pregel solution of (V) in an electrode group, the pregel solution is bridge | crosslinked before or after sealing a container, and the secondary battery provided with a gel nonaqueous electrolyte is obtained.

상술한 (Ⅱ)와 (Ⅳ)의 유기 고분자 화합물로서는, 예컨대 폴리에틸렌옥시드, 폴리프로필렌옥시드 등의 알킬렌옥시드 또는 이의 유도체를 골격으로 하는 폴리머; 플루오르화비닐리덴, 6플루오르화프로필렌, 4플루오르화에틸렌, 퍼플루오로알킬비닐에테르, 또는 이의 공중합체; 폴리아크릴로니트릴 또는 폴리아크릴로니트릴을 주성분으로 하고, 아크릴산 메틸, 비닐 피롤리돈, 아세트산비닐 등과의 공중합체를 골격으로 하는 폴리아크릴레이트계 폴리머; 폴리에테르계 폴리머; 폴리카르보네이트계 폴리머; 폴리아크릴로니트릴계 폴리머; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 또는 이들 유도체를 골격으로 하고, 메타크릴산 에틸, 스티렌, 아세트산비닐 등과의 공중합체인 폴리에스테르계 폴리머; 불소 수지; 폴리올레핀계 수지; 폴리에테르계 수지; 및 이들 2 종류 이상으로 이루어진 공중합체 등을 들 수 있다. 또, 이들 고분자의 전구체가 되는 모노머나 올리고머로 이루어진 프리폴리 머 용액(Ⅲ), 프리겔 용액(Ⅴ)을 제작할 수 있다.As the above-mentioned organic polymer compounds of (II) and (IV), for example, polymers having an alkylene oxide such as polyethylene oxide and polypropylene oxide or derivatives thereof as a skeleton; Vinylidene fluoride, propylene hexafluoride, ethylene tetrafluoride, perfluoroalkyl vinyl ether, or copolymers thereof; Polyacrylate-based polymers having polyacrylonitrile or polyacrylonitrile as a main component and a copolymer of methyl acrylate, vinyl pyrrolidone, vinyl acetate or the like; Polyether polymers; Polycarbonate-based polymers; Polyacrylonitrile-based polymers; Polyester-based polymers based on polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate or derivatives thereof and copolymers with ethyl methacrylate, styrene, vinyl acetate, and the like; Fluorine resins; Polyolefin resin; Polyether resins; And the copolymer etc. which consist of these two or more types are mentioned. Moreover, the prepolymer solution (III) and pregel solution (V) which consist of a monomer and oligomer which become precursors of these polymers can be produced.

본 발명에서는 상술한 전해질 중의 고리 중에 1 개의 이중 결합을 가지는 설톤화합물이 포함되어 있는 것을 특징으로 한다.In the present invention, a sultone compound having one double bond is contained in the ring in the electrolyte.

여기에서, 고리 중에 1 개 이상의 이중 결합을 갖는 설톤 화합물로서는 하기 화학식 1로 표시되는 설톤 화합물 A 또는 설톤 화합물 A 중의 1 개 이상의 H가 탄화수소기로 치환된 설톤 화합물 B를 이용할 수 있다. 또, 본원에서는 설톤 화합물 A 또는 설톤 화합물 B를 단독으로 이용해도 좋고, 설톤 화합물 A와 설톤 화합물 B 둘다를 사용해도 좋다.Here, as the sultone compound having at least one double bond in the ring, sultone compound A represented by the following formula (1) or sultone compound B in which at least one H in sultone compound A is substituted with a hydrocarbon group can be used. In addition, in this application, sultone compound A or sultone compound B may be used independently, and both sultone compound A and sultone compound B may be used.

Figure 112005009511667-pct00001
Figure 112005009511667-pct00001

(상기 화학식 1에서,(In Formula 1,

CmHn은 직쇄형 탄화수소기이고, C m H n is a straight chain hydrocarbon group,

m과 n은 2m>n을 만족시키는 2 이상의 정수이다.)m and n are two or more integers satisfying 2m> n.)

고리 중에 이중 결합을 갖는 설톤 화합물은 음극과의 환원 반응을 할 때 이중 결합이 열려 중합 반응이 일어나고 가스 발생을 수반하지 않으면서 음극 표면에 치밀한 보호 피막을 형성할 수 있다. 이 때, EC 및 PC가 존재하고 있으면, 리튬 이온 투과성에 우수한 치밀한 보호 피막을 형성할 수 있다.The sultone compound having a double bond in the ring can form a dense protective film on the surface of the negative electrode without opening the double bond when the reduction reaction with the negative electrode, the polymerization reaction occurs and does not involve gas generation. At this time, if EC and PC exist, a dense protective film excellent in lithium ion permeability can be formed.

설톤 화합물 중에서도 바람직한 것은 설톤 화합물 A 중 m = 3, n = 4인 화합 물, 즉 1,3 - 프로펜설톤(PRS), 또는 m = 4, n = 6인 화합물, 즉 1,4 - 부틸렌설톤(BTS)이다. 이들 화합물에서 유래하는 보호 피막은 흑연질 재료 중의 Li+와 비수전해질과의 접촉에 의한 부반응을 억제하는 효과가 가장 높기 때문이다. 설톤 화합물로서는 1,3 - 프로펜설톤(PRS) 또는 1,4 - 부틸렌설톤(BTS)을 단독으로 사용해도 좋고, 이들 PRS와 BTS를 병용해도 좋다.Preferred among the sultone compounds are compounds in which m = 3, n = 4, ie 1,3-propenesultone (PRS), or compounds with m = 4, n = 6, ie 1,4-butylene Sulton (BTS). It is because the protective film derived from these compounds has the highest effect of suppressing the side reaction by the contact of Li <+> and nonaqueous electrolyte in graphite material. As a sultone compound, 1, 3- propene sultone (PRS) or 1, 4- butylene sultone (BTS) may be used independently, and these PRS and BTS may be used together.

설톤 화합물의 비율은 10 중량% 이하로 하는 것이 바람직하다. 이는 설톤 화합물의 비율이 10 중량%를 초과하면 보호 피막의 리튬 이온 투과성이 저하하여 음극의 임피던스를 증대시키고, 충분한 용량이나 충방전 효율을 얻지 못할 가능성이 있다. 또한, 전극의 설계 용량을 유지하고, 초기 충방전 효율을 높게 유지하기 위해서는 설톤 화합물의 비율은 4 중량% 이하인 것이 바람직하다. 또, 보호 피막의 형성량을 충분히 확보하기 위해서는 설톤 화합물의 비율을 최저라도 0.01 중량% 확보하는 것이 바람직하다. 또한, 설톤 화합물의 비율이 0.1 중량% 이상이면 보호 피막에 의한 초기 충전시의 가스 발생을 억제하는 등의 보호기능을 충분하게 할 수 있다.It is preferable to make the ratio of a sultone compound into 10 weight% or less. If the ratio of the sultone compound exceeds 10% by weight, the lithium ion permeability of the protective film is lowered, which may increase the impedance of the negative electrode and fail to obtain sufficient capacity or charge and discharge efficiency. In addition, in order to maintain the design capacity of the electrode and to maintain the initial charge / discharge efficiency, the ratio of the sultone compound is preferably 4% by weight or less. Moreover, in order to ensure the formation amount of a protective film sufficiently, it is preferable to ensure the ratio of a sultone compound at least 0.01 weight%. Moreover, when the ratio of a sultone compound is 0.1 weight% or more, the protective function, such as suppressing gas generation at the time of initial charge by a protective film, can be made sufficient.

비수용매 중에는 설톤 화합물 이외에 다른 용매를 함유시키는 것이 바람직하다. 다른 용매로서는 예컨대, 에틸렌카르보네이트(EC)나 프로필렌카르보네이트(PC)와 같은 고리형 카르보네이트, 직쇄형 카르보네이트(예컨대, 메틸에틸카르보네이트(MEC), 디에틸카르보네이트(DEC), 디메틸카르보네이트(DMC)), γ-부티로락톤(GBL), 비닐렌카르보네이트(VC), 비닐에틸렌카르보네이트(VEC), 페닐에틸렌카르보 네이트(phEC), γ-발레로락톤(VL), 프로피온산메틸(MP), 프로피온산에틸(EP), 2-메틸퓨란(2Me-F), 퓨란(F), 티오펜(TIOP), 카테콜카르보네이트(CATC), 에틸렌설파이트(ES), 12-크라운-4(Crown), 테트라에틸렌글리콜디메틸에테르(Ether) 등을 들 수 있다. 다른 용매의 종류는 1 종류 또는 2 종류 이상으로 할 수 있다.It is preferable to contain other solvent other than a sultone compound in a nonaqueous solvent. Other solvents include, for example, cyclic carbonates such as ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC), linear carbonates (e.g., methyl ethyl carbonate (MEC), diethyl carbonate). (DEC), dimethyl carbonate (DMC)), γ-butyrolactone (GBL), vinylene carbonate (VC), vinyl ethylene carbonate (VEC), phenyl ethylene carbonate (phEC), γ Valerolactone (VL), methyl propionate (MP), ethyl propionate (EP), 2-methylfuran (2Me-F), furan (F), thiophene (TIOP), catecholcarbonate (CATC), Ethylene sulfite (ES), 12-crown-4 (Crown), tetraethylene glycol dimethyl ether (Ether), etc. are mentioned. The kind of other solvent can be made into one type or two types or more.

이들 중에서도 비닐렌카르보네이트는 탄소질물의 리튬 이온 투과성을 크게 저하시키지 않고 보호 피막의 치밀성을 높일 수 있으므로 초기 충방전 효율과 방전 용량과 사이클 수명을 더욱 향상시킬 수 있다.Among these, vinylene carbonate can enhance the compactness of a protective film without significantly reducing the lithium ion permeability of a carbonaceous material, and can further improve initial charge-discharge efficiency, discharge capacity, and cycle life.

비수용매 중의 비닐렌카르보네이트의 중량 비율은 10 중량% 이하의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 이는 비닐렌카르보네이트의 중량 비율을 10 중량%보다도 많게 하면 음극 표면의 보호 피막의 리튬 이온 투과성이 저하되므로 초기 충방전 효율, 방전 용량 또는 사이클 수명이 크게 손상될 가능성이 있기 때문이다. 비닐렌카르보네이트의 중량비율의 더 바람직한 범위는 0.01 ~ 5 중량%이다.It is preferable to make the weight ratio of the vinylene carbonate in a nonaqueous solvent into the range of 10 weight% or less. This is because when the weight ratio of vinylene carbonate is more than 10% by weight, the lithium ion permeability of the protective film on the surface of the negative electrode is lowered, which may significantly impair initial charge and discharge efficiency, discharge capacity or cycle life. The more preferable range of the weight ratio of vinylene carbonate is 0.01 to 5% by weight.

비수용매의 바람직한 조성으로서는 (Ⅰ) 고리형 카르보네이트, γ-부티로락톤(GBL), 및 설톤 화합물을 포함하는 비수용매, (Ⅱ) EC, 적어도 MEC를 포함하는 직쇄형 카르보네이트, 및 설톤 화합물을 포함하는 비수용매, (Ⅲ) 적어도 EC와 PC를 포함하는 고리형 카르보네이트, 설톤 화합물, 및 GBL을 포함하는 비수용매, (IV) 적어도 EC와 PC를 포함하는 고리형 카르보네이트, 및 설톤 화합물을 포함하는 비수용매 등을 들 수 있다.Preferred compositions of the non-aqueous solvent include (I) a cyclic carbonate, γ-butyrolactone (GBL), and a non-aqueous solvent containing a sultone compound, (II) EC, a straight carbonate comprising at least MEC, and Nonaqueous solvent comprising sultone compounds, (III) cyclic carbonate comprising at least EC and PC, sultone compound, and nonaqueous solvent comprising GBL, (IV) cyclic carbonate comprising at least EC and PC And a non-aqueous solvent containing a sultone compound.

비수용매 (Ⅰ)의 고리형 카르보네이트에는 EC가 포함되어 있는 것이 바람직하고, EC와 함께 PC가 함유되어 있으면 더 바람직하다. 비수용매 (Ⅰ)에 의하면 이차전지의 고온 저장 특성과 사이클 수명을 더 항상 시킬 수 있다. 상기 비수용매 (Ⅰ)에 더욱 비닐렌카르보네이트(VC)를 첨가하면 이차전지의 저온 방전 특성도 개선할 수 있다. It is preferable that EC is contained in the cyclic carbonate of nonaqueous solvent (I), and it is more preferable if PC is contained with EC. According to the nonaqueous solvent (I), the high temperature storage characteristics and the cycle life of the secondary battery can be further improved. If vinylene carbonate (VC) is further added to the non-aqueous solvent (I), the low-temperature discharge characteristics of the secondary battery can also be improved.

비수용매 (Ⅱ)의 직쇄형 카르보네이트에는 메틸에틸카르보네이트(MEC)가 필수 성분으로서 포함되고, MEC만을 직쇄형 카르보네이트로 이용해도 좋고, MEC에 다른 직쇄형 카르보네이트를 병용해도 좋다. 비수용매 (Ⅱ)에 의하면 초기 충방전시의 가스 발생을 억제할 수 있고, 또 저온 방전특성과 사이클 수명을 향상시킬 수 있다.Methyl ethyl carbonate (MEC) is included as an essential component in the linear carbonate of the non-aqueous solvent (II), and only MEC may be used as the linear carbonate, or other linear carbonate may be used in combination with the MEC. good. According to the non-aqueous solvent (II), gas generation during initial charge and discharge can be suppressed, and low-temperature discharge characteristics and cycle life can be improved.

MEC와 병용하는 다른 직쇄형 카르보네이트는 응고점이 낮고, 또 점도가 낮은 것이 바람직하다. 또, 분자량이 비교적 작은 용매가 바람직하다. 이는 저온에서의 방전 특성이 양호해지기 때문이다. 다른 직쇄형 카르보네이트로서는 디에틸카르보네이트(DEC) 및 디메틸카르보네이트(DMC) 중의 적어도 한쪽이 바람직하다. 특히, 우수한 충방전 사이클 특성을 얻는 관점에서는 MEC와 DEC를 포함하는 직쇄형 카르보네이트가 바람직하고, 한편, 우수한 저온 방전 특성을 얻는 관점에서는 MEC와 DMC를 포함하는 직쇄형 카르보네이트가 바람직하다.It is preferable that other linear carbonates used together with MEC have a low freezing point and a low viscosity. Moreover, the solvent with a relatively small molecular weight is preferable. This is because the discharge characteristics at low temperatures become good. As another linear carbonate, at least one of diethyl carbonate (DEC) and dimethyl carbonate (DMC) is preferable. Particularly, from the viewpoint of obtaining excellent charge and discharge cycle characteristics, linear carbonates containing MEC and DEC are preferred, while linear carbonates containing MEC and DMC are preferred from the viewpoint of obtaining excellent low temperature discharge characteristics. .

비수용매 (Ⅱ)에 또한 비닐렌카르보네이트(VC)를 첨가하면, 이차전지의 사이클 수명을 더욱 개선할 수 있다.If vinylene carbonate (VC) is further added to the nonaqueous solvent (II), the cycle life of the secondary battery can be further improved.

비수용매 (Ⅲ)는 이차전지의 초기 충방전시의 가스 발생량을 적게 할 수 있고, 동시에 고온 저장 특성을 항샹시킬 수 있다. 비수용매 (II)에 또한 비닐렌카르보네이트(VC)를 첨가하면 이차전지의 고온 저장 특성을 더욱 개선할 수 있다.The nonaqueous solvent (III) can reduce the amount of gas generated during the initial charge / discharge of the secondary battery and at the same time enhance the high temperature storage characteristics. The addition of vinylene carbonate (VC) to the nonaqueous solvent (II) can further improve the high temperature storage characteristics of the secondary battery.

비수용매(Ⅳ)는 초기 충전시의 가스 발생량을 억제할 수 있고, 또 초기 충방전 효율을 향상시킬 수 있다. 비수용매(Ⅳ)에 또한 비닐렌카르보네이트(VC)를 첨가하면 초기 충방전 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.The nonaqueous solvent (IV) can suppress the amount of gas generated at the time of initial charge and can also improve the initial charge and discharge efficiency. The addition of vinylene carbonate (VC) to the nonaqueous solvent (IV) can further improve the initial charge and discharge efficiency.

비수용매에 용해되는 전해질로서는 예컨대 과염소산리튬(LiClO4), 6플루오르화 인산리튬(LiPF6), 4플루오르화 붕산리튬(LiBF4), 6플루오르화 비소리튬(LiAsF6), 트리플루오로메타설폰산리튬(LiCF3SO3), 비스트리플루오로메틸설포닐이미드리튬[(LiN(CF3SO2)2], LiN(C2F5SO2)2 등의 리튬염을 들 수 있다. 사용하는 전해질의 종류는 1 종류 또는 2 종류 이상으로 할 수 있다.Examples of the electrolyte dissolved in the non-aqueous solvent include lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium hexafluoride (LiAsF 6 ), and trifluorometasul acid lithium (LiCF 3 SO 3), bis trimethyl-sulfonyl imide lithium fluoro [(LiN (CF 3 SO 2 ) 2], LiN (C 2 F 5 SO 2) there may be mentioned lithium salt of 2, and so on. The type of electrolyte used may be one kind or two or more kinds.

이 중에서도, LiPF6 또는 LiBF4를 포함하는 것이 바람직하다. 또, (LiN(CF3SO2)2 및 LiN(C2F5SO2)2 중 1 개 이상으로 이루어진 이미드염과, LiBF4 및 LiPF6 중 1 개 이상으로 이루어진 염을 함유하는 혼합염(A) 또는 LiBF4 및 LiPF6를 함유하는 혼합염(B)를 이용하면 고온에서의 사이클 수명을 보다 향상시킬 수 있다. 또, 전해질의 열안정성이 향상되므로, 고온 환경하에 저장시의 자기 방전에 의한 전압 저하를 억제할 수 있다.Among these, it is preferable to contain LiPF 6 or LiBF 4 . In addition, (LiN (CF 3 SO 2 ) 2 and LiN (C 2 F 5 SO 2 ) mixed salt containing a salt composed of the already deuyeom consisting of one or more of the 2, LiBF 4 and LiPF least one of six ( The use of A) or a mixed salt (B) containing LiBF 4 and LiPF 6 can further improve cycle life at high temperatures, and also improve the thermal stability of the electrolyte, which can be caused by self discharge during storage at high temperatures. The voltage drop can be suppressed.

상기 전해질의 상기 비수용매에 대한 용해량은 0.5 ~ 2.5 몰/L로 하는 것이 바람직하다. 더 바람직한 범위는 1 ~ 2.5 몰/L이다.The amount of the electrolyte dissolved in the nonaqueous solvent is preferably 0.5 to 2.5 mol / L. A more preferable range is 1 to 2.5 mol / L.

상기 액상 비수전해질에는 세퍼레이터와의 습윤성을 좋게 하기 위해 트리옥틸포스페이트(TOP)와 같은 계면활성제를 함유시키는 것이 바람직하다. 계면활성제 의 첨가량은 3% 이하가 바람직하고, 또는 0.1 ~ 1%의 범위 내로 하는 것이 바람직하다.In order to improve the wettability with the separator, the liquid nonaqueous electrolyte may contain a surfactant such as trioctyl phosphate (TOP). 3% or less of the addition amount of surfactant is preferable, or it is preferable to carry out in 0.1 to 1% of range.

상기 액상 비수전해질의 양은 전지 단위 용량 100 mAh 당 0.2 ~ 0.6 g 으로 하는 것이 바람직하다. 액상 비수전해질량의 보다 바람직한 범위는 0.25 ~ 0.55 g/100 mAh이다.The amount of the liquid nonaqueous electrolyte is preferably 0.2 to 0.6 g per 100 mAh battery unit capacity. The more preferable range of the liquid nonaqueous mass is 0.25 to 0.55 g / 100 mAh.

6) 용기(수납용기)6) Container (Storage Container)

용기의 형상은 예컨대, 바닥이 있는 원통형, 바닥이 있는 직사각 통형, 봉지 형상, 컵 형상 등으로 할 수 있다.The shape of the container can be, for example, a bottomed cylindrical shape, a bottomed rectangular cylinder shape, a bag shape, a cup shape or the like.

이 용기는, 예컨대 수지층을 포함하는 시트, 금속판, 금속 필름 등으로 형성할 수 있다.This container can be formed, for example, from the sheet | seat containing a resin layer, a metal plate, a metal film, etc.

상기 시트에 포함되는 수지층은, 예컨대 폴리올레핀, 폴리아미드류로 구성할 수 있다.The resin layer contained in the said sheet can be comprised, for example from polyolefin and polyamide.

상기 금속판 및 상기 금속 필름은 예컨대, 철, 스테인리스, 알루미늄으로부터 형성할 수 있다.The metal plate and the metal film may be formed from, for example, iron, stainless steel, and aluminum.

용기의 두께(용기의 벽 두께)는 0.3 mm 이하로 하는 것이 바람직하다. 상기 두께가 0.3 mm보다 두꺼우면, 높은 중량 에너지 밀도 및 체적 에너지 밀도를 얻기 어려워 지기 때문이다. 용기 두께의 바람직한 범위는 0.25 mm 이하이며, 더욱 바람직한 범위는 0.15 mm 이하이고, 가장 바람직한 범위는 0.12 mm 이하이다. 또, 두께가 0.05 mm 보다 얇으면 변형되거나 파손되기 쉬워지므로 용기 두께의 하한값은 0.05 mm로 하는 것이 바람직하다.It is preferable that the thickness (wall thickness of a container) of a container shall be 0.3 mm or less. If the thickness is thicker than 0.3 mm, it is difficult to obtain a high weight energy density and a volume energy density. The preferred range of the container thickness is 0.25 mm or less, more preferably 0.15 mm or less, and the most preferred range is 0.12 mm or less. Moreover, when thickness is thinner than 0.05 mm, since it will become easy to deform or break, it is preferable that the lower limit of container thickness shall be 0.05 mm.

본 발명에 따른 비수전해질 이차전지의 일례인 박형 리튬 이온 이차전지와 원통형 리튬 이온 이차전지를 도 1 ~ 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.A thin lithium ion secondary battery and a cylindrical lithium ion secondary battery which are examples of the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.

도 1은 본 발명에 따른 비수전해질 이차전지의 일례인 박형 리튬 이온 이차전지를 도시한 사시도, 도 2는 도 1의 비수전해질 이차전지의 중요부 확대 단면도, 도 3은 본 발명에 따른 비수전해질 이차전지의 일례인 원통형 비수전해질 이차전지를 나타내는 부분 절흠(切欠, cut-away) 사시도이다.1 is a perspective view showing a thin lithium ion secondary battery which is an example of a nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of an essential part of the nonaqueous electrolyte secondary battery of FIG. 1, and FIG. 3 is a nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention. It is a partial cut-away perspective view which shows the cylindrical nonaqueous electrolyte secondary battery which is an example of a battery.

우선, 박형 리튬 이온 이차전지를 도 1, 2를 참조하여 설명한다.First, a thin lithium ion secondary battery will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

도 1에 도시한 바와 같이, 긴 상자형의 컵형상을 이루는 용기 본체(1) 내에는 전극군(2)이 수납되어 있다. 전극군(2)은 양극(3), 음극(4), 및 양극(3)과 음극(4) 사이에 배치된 세퍼레이터(5)를 포함하는 적층물이 편평한 형상으로 감겨진 구조를 갖는다. 비수전해질은 전극군(2)에 유지되어 있다. 용기 본체(1)의 가장자리의 일부는 폭이 넓게 되어 있고, 덮개판(6)으로서 기능한다. 용기 본체(1)와 덮개판(6)은 각각 라미네이트 필름으로 구성된다. 상기 라미네이트 필름은 외부 보호층(7)과 열가소성 수지를 함유하는 내부 보호층(8), 및 외부 보호층(7)과 내부 보호층(8) 사이에 배치되는 금속층(9)을 포함한다. 용기 본체(1)에는 덮개(6)가 내부 보호층(8)의 열가소성 수지를 이용하여 히트 시일(heat seal)에 의해 고정되고, 그로 인해 용기내에 전극군(2)이 밀봉된다. 양극(3)에는 양극 탭(10)이 접속되고, 음극(4)에는 음극 탭(11)이 접속되고, 각각 용기의 외부로 인출되어 양극 단자 및 음극 단자의 역할을 한다.As shown in FIG. 1, the electrode group 2 is accommodated in the container main body 1 which consists of a long box-shaped cup shape. The electrode group 2 has a structure in which a laminate including an anode 3, a cathode 4, and a separator 5 disposed between the anode 3 and the cathode 4 is wound in a flat shape. The nonaqueous electrolyte is held in the electrode group 2. A part of the edge of the container main body 1 is wide, and functions as the cover plate 6. The container body 1 and the cover plate 6 are each composed of a laminate film. The laminate film comprises an outer protective layer 7 and an inner protective layer 8 containing a thermoplastic resin, and a metal layer 9 disposed between the outer protective layer 7 and the inner protective layer 8. The lid 6 is fixed to the container main body 1 by a heat seal using a thermoplastic resin of the inner protective layer 8, whereby the electrode group 2 is sealed in the container. The positive electrode tab 10 is connected to the positive electrode 3, and the negative electrode tab 11 is connected to the negative electrode 4, and each of them is drawn out of the container to serve as a positive electrode terminal and a negative electrode terminal.

다음으로, 원통형 리튬 이온 이차전지를 도 3을 참조하여 설명한다.Next, a cylindrical lithium ion secondary battery will be described with reference to FIG. 3.

스테인리스로 이루어지는 바닥이 있는 원통 형상의 용기(21)는 바닥부에 절연체(22)가 배치되어 있다. 전극군(23)은 상기 용기(21)에 수납되어 있다. 상기 전극군(23)은 양극(24), 세퍼레이터(25), 음극(26) 및 세퍼레이터(25)를 적층한 띠형상물을 상기 세퍼레이터(25)가 외측에 위치하도록 소용돌이 형상으로 감겨진 구조로 되어 있다.In the bottomed cylindrical container 21 made of stainless steel, an insulator 22 is disposed at the bottom. The electrode group 23 is housed in the container 21. The electrode group 23 has a structure in which a belt-like material in which the anode 24, the separator 25, the cathode 26, and the separator 25 are laminated is wound in a spiral shape so that the separator 25 is located outside. have.

상기 용기(21) 내에는 비수전해액이 수용되어 있다. 중앙부가 개구된 절연지(27)는 상기 용기(21) 내의 상기 전극군(23)의 위쪽에 배치되어 있다. 절연 밀봉판(28)은 상기 용기(21)의 상부 개구부에 배치되고, 또 상기 상부 개구부 부근을 내측으로 단단히 밀착시키는 가공을 함으로써 상기 밀봉판(28)은 상기 용기(21)에 고정되어 있다. 양극 단자(29)는 상기 절연 밀봉판(28)의 중앙에 끼워 맞춰져 있다. 양극 리드(positive electrode lead)(30)의 한단은 상기 양극(24)에, 타단(他端)은 상기 양극 단자(29)에 각각 접속되어 있다. 상기 음극(26)은 도시하지 않은 음극 리드(negative electrode lead)를 통해 음극 단자인 상기 용기(21)에 접속되어 있다.The nonaqueous electrolyte is accommodated in the container 21. The insulating paper 27 with the central portion open is disposed above the electrode group 23 in the container 21. The insulating sealing plate 28 is disposed in the upper opening of the container 21, and the sealing plate 28 is fixed to the container 21 by performing a process of tightly adhering the vicinity of the upper opening inward. The positive terminal 29 is fitted to the center of the insulating sealing plate 28. One end of the positive electrode lead 30 is connected to the anode 24 and the other end is connected to the anode terminal 29, respectively. The negative electrode 26 is connected to the container 21 which is a negative electrode terminal through a negative electrode lead (not shown).

이상 설명한 본 발명에 따른 비수전해질 이차전지는 양극, 리튬 이온을 흡장ㆍ방출할 수 있는 탄소질물을 함유하는 음극, 및 비수용매를 함유하는 비수전해질을 구비한 비수전해질 이차전지이며, The nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention described above is a nonaqueous electrolyte secondary battery having a positive electrode, a negative electrode containing carbonaceous material capable of occluding and releasing lithium ions, and a nonaqueous electrolyte containing a nonaqueous solvent.

상기 비수용매는 고리 중에 1 개 이상의 이중 결합을 갖는 설톤 화합물을 포함하고, 또 상기 탄소질물의 BET법에 의한 비표면적은 1.5 m2/g 이상, 10 m2/g 이 하의 범위 내인 것을 특징으로 하는 것이다.The non-aqueous solvent includes a sultone compound having at least one double bond in the ring, and the specific surface area of the carbonaceous material by the BET method is in the range of 1.5 m 2 / g or more and 10 m 2 / g or less. will be.

이와 같이 비표면적이 큰 탄소질물을 이용함으로써 상기 설톤 화합물의 반응성을 최적화할 수 있으므로 초기 충방전 효율, 방전 용량 및 사이클 수명을 동시에 만족시키는 이차전지를 실현할 수 있다.Thus, by using a carbonaceous material having a large specific surface area, the reactivity of the sultone compound can be optimized, thereby realizing a secondary battery that satisfies initial charge and discharge efficiency, discharge capacity, and cycle life at the same time.

상기 탄소질물 중, 분말 X선 회절 측정에서 0.336 nm 이하의 면간격(d002)에서 유래하는 피크가 나타나거나 또는 CuKα선을 이용하는 X선 회절 측정에서 회절각 2θ가 42.8° ~ 44.0°와 45.5°~ 46.6°에서 피크가 나타나는 것은 설톤 화합물의 분해 반응을 촉진할 수 있으므로 공존하는 용매와의 부반응을 억제하면서 보호 피막을 형성할 수 있다. 따라서, 이차전지의 초기 충방전 효율과 방전 용량을 더 향상시킬 수 있다.In the carbonaceous substance, peaks derived from a surface spacing (d 002 ) of 0.336 nm or less appear in powder X-ray diffraction measurement, or diffraction angles 2θ are 42.8 ° to 44.0 ° and 45.5 ° in X-ray diffraction measurement using CuKα rays. The appearance of a peak at ˜46.6 ° may promote the decomposition reaction of the sultone compound, thereby forming a protective film while suppressing side reactions with coexisting solvents. Therefore, the initial charge and discharge efficiency and the discharge capacity of the secondary battery can be further improved.

또, 탄소질물의 라만 스펙트럼 측정에 의한 R 값을 강도비로 0.3 이상, 면적비로 1.0 이상으로 함으로써 설톤 화합물 이외의 용매(특히 프로필렌카르보네이트)의 분해 반응을 억제할 수 있으므로 이차전지의 초기 충방전 효율을 더 향상시킬 수 있다.In addition, since the decomposition value of a solvent (particularly propylene carbonate) other than a sultone compound can be suppressed by setting the R value by the Raman spectrum measurement of carbonaceous material to 0.3 or more in intensity ratio and 1.0 or more in area ratio, initial charge and discharge of the secondary battery The efficiency can be further improved.

특히, 상기 탄소질물로서 비표면적이 1.5 m2/g 이상, 10 m2/g 이하이며, 분말 X선 회절 측정에서 0.336 nm 이하의 면간격(d002)에서 유래하는 피크가 나타나고, 라만 스펙트럼 측정에 의한 R 값이 강도비로 0.3 이상 또는 면적비로 1 이상이며 또한 CuKα선을 이용하는 X선 회절 측정에서 회절각 2θ가 42.8° ~ 44.0°와 45.5°~ 46.6°에서 피크가 검출되고, 또 능면체 정계 구조를 갖는 흑연질 재료를 이용함으로써 이차전지의 충방전 사이클 수명을 더욱 향상시킬 수 있다.In particular, the carbonaceous material has a specific surface area of 1.5 m 2 / g or more and 10 m 2 / g or less, and peaks derived from an interplanar spacing (d 002 ) of 0.336 nm or less appear in a powder X-ray diffraction measurement, and the Raman spectrum measurement In the X-ray diffraction measurement using a CuKα ray with an R value of 0.3 or more in intensity ratio or 1 or more in area ratio, peaks are detected at diffraction angles 2θ of 42.8 ° to 44.0 ° and 45.5 ° to 46.6 °, By using the graphite material having a structure, the charge and discharge cycle life of the secondary battery can be further improved.

즉, 면간격, 비표면적 및 R 값이 상술한 범위에서 또 상술한 회절 피크 또는 능면체 정계 구조를 갖는 흑연질 재료는 설톤 화합물과 우선적으로 반응하여 음극 표면에 리튬 이온 투과성을 손상시키지 않고 보호 피막을 균일하게 형성할 수 있다. 설톤 화합물과의 반응이 우선적으로 발생하는 것과 초기 충전시에서 치밀한 보호 피막이 형성됨으로써 PC와 같은 고리형 카르보네이트의 분해 반응을 억제할 수 있고, 초기 충전시의 가스 발생량을 적게 할 수 있다. 그 결과, 초기 충방전 효율을 높게 할 수 있으므로 방전 용량과 충방전 사이클 수명을 더욱 향상시킬 수 있다.Namely, the graphite material having the above-described surface spacing, specific surface area, and R value and the diffraction peak or rhombohedral structure described above preferentially reacts with the sultone compound to protect the protective film without damaging the lithium ion permeability on the surface of the cathode. Can be formed uniformly. By reacting with a sultone compound preferentially and forming a dense protective film at the time of initial charge, the decomposition reaction of cyclic carbonates such as PC can be suppressed, and the amount of gas generated at the time of initial charge can be reduced. As a result, the initial charge and discharge efficiency can be increased, so that the discharge capacity and the charge and discharge cycle life can be further improved.

이하, 본 발명의 실시예를 상술한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the above-mentioned drawings.

(실시예 1)(Example 1)

<양극의 제작><Production of Anode>

먼저, 리튬코발트 산화물(LixCoO2; 단, X는 0<X≤1 임) 분말 90 중량%에, 아세틸렌 블랙 5 중량%와 폴리플루오르화비닐리덴(PVdF) 5 중량%의 디메틸포름아미드(DMF) 용액을 첨가하여 혼합하고, 슬러리를 조제했다. 상기 슬러리를 두께가 15 ㎛의 알루미늄박으로 이루어진 집전체의 양면에 도포한 후, 건조하여 프레스함으로써 양극층이 집전체의 양면에 담지된 구조의 양극을 제작했다. 또, 양극층의 두께는 한면 당 60 ㎛이었다.First, 90% by weight of lithium cobalt oxide (Li x CoO 2 ; where X is 0 <X≤1), dimethylformamide (5% by weight of acetylene black and 5% by weight of polyvinylidene fluoride (PVdF)) DMF) solution was added and mixed, and the slurry was prepared. The slurry was applied to both surfaces of a current collector made of aluminum foil having a thickness of 15 µm, and then dried and pressed to prepare a positive electrode having a structure in which the positive electrode layer was supported on both sides of the current collector. Moreover, the thickness of the anode layer was 60 micrometers per side.

<음극의 제작><Production of Cathode>

분말 X선 회절에서 (002)면의 면간격(d002)이 0.3358 nm에서 유래하는 피크가 검출되고, 또 CuKα선을 이용하는 X선 회절 측정에서 회절각 2θ가 43.35°(P4)와 46.19°(P5)에서 피크가 나타나는 천연 흑연을 준비했다. 도 4에 실시예 1에서 이용하는 흑연질 재료의 CuKα선을 이용하는 X선 회절 측정 결과를 나타낸다. 또, (002)면의 면간격(d002)은 분말 X선 회절 스펙트럼에서 반값폭 중점법(半値輻中点法)에 의해 구한 값이다. 이 때, 로렌츠 산란 등의 산란 보정은 실시하지 않았다.In powder X-ray diffraction, a peak at 0.3358 nm of the plane spacing (d 002 ) of the (002) plane was detected, and in the X-ray diffraction measurement using CuKα rays, the diffraction angle 2θ was 43.35 ° (P4) and 46.19 ° ( Natural graphite having a peak at P5) was prepared. 4 shows the X-ray diffraction measurement results using CuKα rays of the graphite material used in Example 1. FIG. The surface spacing d 002 of the (002) plane is a value obtained by the half value width midpoint method in the powder X-ray diffraction spectrum. At this time, scattering correction such as Lorentz scattering was not performed.

상기 천연 흑연에 구상화(球狀化) 처리를 실시한 후, 벤젠/N2 기류 하에 1000 ℃로 화학 증착 처리를 실행하고, 흑연질 재료를 얻었다.After the spheroidizing treatment was performed on the natural graphite, a chemical vapor deposition treatment was performed at 1000 ° C. under a benzene / N 2 stream to obtain a graphite material.

상기 흑연질 재료에서 이하에 설명하는 방법으로 BET법에 의한 비표면적과 라만 R 값의 측정을 실시하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.The specific surface area and Raman R value by the BET method are measured by the method described below in the graphite material, and the results are shown in Table 1 below.

(BET법에 의한 비표면적의 측정)(Measurement of specific surface area by BET method)

측정 장치에는 유아사아이오닉스제의 상품명이 칸타솝(Cantasorb)을 이용했다. 샘플량은 0.5 g 전후로 설정하고, 또 시료에 전처리로서 120 ℃ - 15분의 탈기를 실행했다.Cantasorb used the brand name of Yuasa Ionics as a measuring apparatus. The sample amount was set to about 0.5 g, and the sample was degassed at 120 ° C for 15 minutes as a pretreatment.

( R 값의 측정)(Measurement of R value)

흑연질 재료에 대해서의 라만 스펙트럼에 대해 피크 분리를 실행하고, D(A1g): 1360 ㎝-1 부근의 그라파이트의 구조의 혼란에서 유래하는 피크, D'(Alg): 1620 ㎝-1 부근의 그라파이트의 구조의 혼란에서 유래하는 피크, D: 비정질카본의 그라파이트 구조의 혼란에서 유래하는 피크, G(E2g): 1580 ㎝-1 부근의 그라파이트 구조에서 유래하는 피크, G: 비정질카본의 그라파이트 구조에서 유래하는 피크를 얻었다.The peak separation is performed on the Raman spectrum of the graphite material, and D (A1g) is a peak derived from the confusion of the structure of graphite near 1360 cm −1 , and D ′ (Alg): graphite around 1620 cm −1. A peak derived from the confusion of the structure of D, a peak derived from the confusion of the graphite structure of amorphous carbon, G (E2g): a peak derived from the graphite structure around 1580 cm -1 , and G: derived from the graphite structure of amorphous carbon A peak was obtained.

각 피크의 강도를 산출하고, D 밴드에서 유래하는 피크의 강도를 합계한 것 ID와, G 밴드에서 유래하는 피크의 강도를 합계한 것 IG와의 비(ID/IG)를 강도비로서 하기 표 1에 나타내었다. 또, 각 피크의 면적을 산출하고, D 밴드에서 유래하는 피크의 면적값을 합계한 것 SD와 G 밴드에서 유래하는 피크의 면적값을 합계한 것 SG와의 비(SD/SG)를 면적비로서 하기 표 1에 나타내었다.To calculate the intensity of each peak, and the one that I D, and a ratio (I D / I G) with the one I G sum the intensity of the peak derived from the G band sum the intensity of the peak derived from the D-band intensity ratio As shown in Table 1 below. In addition, calculating the area of each peak, and would be S G ratio (S D / S G) with the total area value of the peak derived from one to S D and G bands in total an area value of the peak derived from the D-band Is shown in Table 1 as the area ratio.

얻어진 흑연질 재료 분말을 95 중량%와 폴리플루오르화비닐리덴(PVdF) 5 중량%의 디메틸포름아미드(DMF) 용액을 혼합하고, 슬러리를 조제했다. 상기 슬러리를 두께가 12 ㎛의 동박으로 이루어지는 집전체의 양면에 도포하고, 건조하여, 프레스함으로써 음극층이 집전체에 담지된 구조의 음극을 제작했다. 또, 음극층의 두께는 한쪽면 당 55 ㎛이었다.95% by weight of the obtained graphite material powder and 5% by weight of a dimethylformamide (DMF) solution of polyvinylidene fluoride (PVdF) were mixed to prepare a slurry. The said slurry was apply | coated on both surfaces of the electrical power collector which consists of copper foil of 12 micrometers in thickness, and it dried and pressed, and produced the negative electrode of the structure by which the negative electrode layer was carried by the electrical power collector. Moreover, the thickness of the cathode layer was 55 micrometers per side.

<세퍼레이터><Separator>

두께가 25 ㎛의 미세 다공성 폴리에틸렌 막으로 이루어지는 세퍼레이터를 준비했다.The separator which consists of a microporous polyethylene membrane of 25 micrometers in thickness was prepared.

<비수전해액의 조제><Preparation of nonaqueous electrolyte amount>

에틸렌카르보네이트(EC)와 γ-부티로락톤(GBL)을 체적비율(EC:GBL)로 35:65가 되도록 혼합한 혼합 용액에 대해, 1,3 - 프로펜설톤(PRS)을 2 중량%, 비닐렌카 르보네이트(VC)를 1 중량% 및 트리옥틸포스페이트(TOP)를 0.5 중량% 첨가하고, 비수용매를 조제했다. 얻어진 비수용매에 4플루오르화붕산리튬(LiBF4)을 그 농도가 1.5 몰/L가 되도록 용해시키고, 액상 비수전해질을 조제했다.1,3-propenesultone (PRS) was 2 weights with respect to the mixed solution which mixed ethylene carbonate (EC) and (gamma) -butyrolactone (GBL) so that it may become 35:65 by volume ratio (EC: GBL). 1% by weight of vinylene carbonate (VC) and 0.5% by weight of trioctylphosphate (TOP) were added to prepare a non-aqueous solvent. Lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ) was dissolved in the obtained nonaqueous solvent so as to have a concentration of 1.5 mol / L, and a liquid nonaqueous electrolyte was prepared.

<전극군의 제작><Production of electrode group>

상기 양극의 집전체에 띠형상 알루미늄박(두께 100 ㎛)으로 이루어지는 양극 리드를 초음파 용접하고, 상기 음극의 집전체에 띠형상 니켈박(두께 100 ㎛)으로 이루어지는 음극 리드를 초음파 용접한 후, 상기 양극 및 상기 음극의 사이에 상기 세퍼레이터를 통해 소용돌이 형상으로 감은 후 편평한 형상으로 성형하여 전극군을 제작했다.Ultrasonic welding a positive electrode lead made of a strip-shaped aluminum foil (thickness 100 μm) to the current collector of the positive electrode, and ultrasonic welding the negative electrode lead made of strip-shaped nickel foil (thickness 100 μm) to the current collector of the negative electrode; An electrode group was produced by winding in a spiral shape between the positive electrode and the negative electrode through the separator.

알루미늄박의 양면을 폴리에틸렌으로 덮은 두께 100 ㎛의 라미네이트 필름을 프레스기에 의해 직사각형의 컵 형상으로 성형하고, 얻어진 용기 내에 상기 전극군을 수납했다.The laminated film of thickness 100micrometer which covered both surfaces of aluminum foil with polyethylene was shape | molded in rectangular cup shape by the press, and the said electrode group was accommodated in the obtained container.

다음으로, 용기 내의 전극군에 80 ℃로 진공 건조를 12시간 실시함으로써 전극군 및 라미네이트 필름에 포함되는 수분을 제거했다.Next, the electrode group in a container was vacuum-dried at 80 degreeC for 12 hours, and the moisture contained in an electrode group and a laminated film was removed.

용기 내의 전극군에 상기 액상 비수전해질을 전지용량 1Ah 당의 양이 4.8 g이 되도록 주입하고, 히트 시일에 의해 밀봉한 후, 상술한 도 1, 2에 도시된 구조를 갖고, 두께가 3.6 mm, 폭이 35 mm, 높이가 62 mm이며 공칭(公稱) 용량이 0.65 Ah의 박형 비수전해질 이차전지를 조립했다.The liquid nonaqueous electrolyte was injected into the electrode group in the container so that the amount per 1Ah of the battery capacity was 4.8 g, and sealed by heat seal, and then the structure shown in FIGS. 1 and 2 described above was 3.6 mm in thickness and width. The 35 mm non-aqueous electrolyte secondary battery of 62 mm in height and nominal capacity of 0.65 Ah was assembled.

상기 비수전해질 이차전지에 대해, 초기 충방전 공정으로서 이하의 처리를 실시했다. 먼저, 실온에서 0.2 C로 4.2 V까지 정전류ㆍ정전압 충전을 15시간 실행했다. 그 후, 실온에서 0.2 C로 3.0 V까지 방전하고, 비수전해질 이차전지를 제조했다.The following treatment was performed on the nonaqueous electrolyte secondary battery as an initial charge / discharge step. First, constant current and constant voltage charge were performed at 0.2 C to 4.2 V for 15 hours. Then, it discharged to 3.0V at 0.2 C at room temperature, and produced the nonaqueous electrolyte secondary battery.

여기에서, 1 C는 공칭 용량(Ah)을 1시간에 방전시키기 위해 필요한 전류값이다. 따라서, 0.2 C는 공칭 용량(Ah)을 5시간에 방전시키기 위해 필요한 전류값이다.Here, 1 C is a current value required for discharging the nominal capacity Ah in one hour. Therefore, 0.2 C is a current value required to discharge the nominal capacity Ah in 5 hours.

(실시예 2 ~ 5)(Examples 2 to 5)

비수용매의 조성 및 전해질의 종류와 농도를 하기 표 1에 도시한 바와 같이 변경하는 것 이외는 상술한 실시예 1로 설명한 것과 동일하게 하여 박형 비수전해질 이차전지를 제조했다.A thin nonaqueous electrolyte secondary battery was manufactured in the same manner as described in Example 1 except that the composition of the nonaqueous solvent, the type and concentration of the electrolyte were changed as shown in Table 1 below.

(실시예 6)(Example 6)

분말 X선 회절에서 (002)면의 면간격(d002)이 0.3358 nm에서 유래하는 피크가 검출되고, 또 CuKα선을 이용하는 X선 회절 측정에서 회절각 2θ가 43.35 °와 46.19 °에서 피크가 나타나는 천연 흑연을 성형하고, 흑연질 재료를 얻었다.In powder X-ray diffraction, a peak at 0.3358 nm of the plane spacing (d 002 ) of the (002) plane is detected, and a diffraction angle 2θ appears at 43.35 ° and 46.19 ° in an X-ray diffraction measurement using CuKα rays. Natural graphite was molded to obtain a graphite material.

상기 흑연질 재료에 대해 상술한 실시예 1에서 설명한 것과 동일하게 하여 BET법에 의한 비표면적과, 라만 R 값의 측정을 실시하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.The graphite material was measured in the same manner as described in Example 1 above, and the specific surface area and the Raman R value by the BET method were measured, and the results are shown in Table 1 below.

이와 같은 흑연질 재료를 이용하는 것 이외는 상술한 실시예 1에서 설명한 것과 동일하게 하여 음극을 제작했다.A negative electrode was produced in the same manner as described in Example 1 except for using such a graphite material.

또, 에틸렌카르보네이트(EC)와 프로필렌카르보네이트(PC)를 체적비율로 50:50이 되도록 혼합한 혼합 용액에 대해, 1,3 - 프로펜설톤(PRS)을 2 중량% 및 트리옥틸포스페이트(TOP)를 0.5 중량% 첨가하고, 비수용매를 조제했다. 얻어진 비수용매에 6플루오르화인산리튬(LiPF6)을 그 농도가 1 몰/L가 되도록 용해시키고, 액상 비수전해질을 조제했다.Also, 2,% by weight of 1,3-propenesultone (PRS) and trioctyl to the mixed solution obtained by mixing ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC) in a volume ratio of 50:50. 0.5 weight% of phosphates (TOP) were added, and the nonaqueous solvent was prepared. Lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) was dissolved in the obtained non-aqueous solvent so as to have a concentration of 1 mol / L, and a liquid nonaqueous electrolyte was prepared.

얻어진 음극과 비수전해질을 이용하는 것 이외는 상술한 실시예 1에서 설명한 것과 동일하게 하여 박형 비수전해질 이차전지를 제조했다.A thin nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as described in Example 1 except that the obtained negative electrode and the nonaqueous electrolyte were used.

(실시예 7)(Example 7)

분말 X선 회절에서 (002)면의 면간격(d002)이 0.3358 nm에서 유래하는 피크가 검출되고, 또 능면체 정계에서 유래하는 피크가 비검출의 인조 흑연을 성형하고, 흑연질 재료를 얻었다.In powder X-ray diffraction, a peak at 0.3358 nm of the plane spacing (d 002 ) of the (002) plane was detected, and a peak derived from the rhombohedral system formed an undetected artificial graphite to obtain a graphite material. .

상기 흑연질 재료에 대해 상술한 실시예 1에서 설명한 것과 동일하게 하여 BET법에 의한 비표면적과, 라만 R 값의 측정을 실행하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.The graphite material was measured in the same manner as described in Example 1 above, and the specific surface area and the Raman R value by the BET method were measured, and the results are shown in Table 1 below.

이와 같은 흑연질 재료를 이용하는 것 이외는 상술한 실시예 1에서 설명한 것과 동일하게 하여 음극을 제작했다.A negative electrode was produced in the same manner as described in Example 1 except for using such a graphite material.

또, 상술한 실시예 6에서 설명한 것과 동일하게 하여 액상 비수전해질을 조제했다.In addition, a liquid nonaqueous electrolyte was prepared in the same manner as described in Example 6 above.

얻어진 음극과 비수전해질을 이용하는 것 이외는 상술한 실시예 1에서 설명한 것과 동일하게 하여 박형 비수전해질 이차전지를 제조했다.A thin nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as described in Example 1 except that the obtained negative electrode and the nonaqueous electrolyte were used.

(실시예 8)(Example 8)

분말 X선 회절에서 (002)면의 면간격(d002)이 0.3362 nm에서 유래하는 피크가 검출되고, 또 능면체 정계에서 유래하는 피크가 비검출의 구형상의 인조 흑연질 재료를 준비하고, 상기 흑연질 재료에 대해 상술한 실시예 1에서 설명한 것과 동일하게 하여 BET법에 의한 비표면적과, 라만 R 값의 측정을 실행하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.In powder X-ray diffraction, a peak at which the plane spacing (d 002 ) of the (002) plane is derived from 0.3362 nm is detected, and a peak derived from the rhombohedral system is prepared to prepare a spherical artificial graphite material having no detection. The graphite material was measured in the same manner as described in Example 1 above, and the specific surface area and the Raman R value by the BET method were measured, and the results are shown in Table 1 below.

이와 같은 흑연질 재료를 이용하는 것 이외는 상술한 실시예 1에서 설명한 것과 동일하게 하여 음극을 제작했다.A negative electrode was produced in the same manner as described in Example 1 except for using such a graphite material.

또, 상술한 실시예 6에서 설명한 것과 동일하게 하여 액상 비수전해질을 조제했다.In addition, a liquid nonaqueous electrolyte was prepared in the same manner as described in Example 6 above.

얻어진 음극과 비수전해질을 이용하는 것 이외는 상술한 실시예 1에서 설명한 것과 동일하게 하여 박형 비수전해질 이차전지를 제조했다.A thin nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as described in Example 1 except that the obtained negative electrode and the nonaqueous electrolyte were used.

(실시예 9 ~ 11)(Examples 9-11)

흑연질 재료의 각 파라미터 및 비수전해질의 조성을 하기 표 1에 표시된 바와 같이 설정하는 것 이외는 상술한 실시예 1에서 설명한 것과 동일하게 하여 박형 비수전해질 이차전지를 제조했다.A thin nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as described in Example 1 except that the parameters of the graphite material and the composition of the nonaqueous electrolyte were set as shown in Table 1 below.

또, 실시예 9 ~ 11 에서 이용하는 흑연질 재료는 각각 이하에 설명하는 방법으로 제작했다.In addition, the graphite material used in Examples 9-11 was produced by the method demonstrated below, respectively.

실시예 9에 대해서는 실시예 1에서 설명한 것과 동일한 천연 흑연에 피치 코트한 후, 1500 ℃로 소성함으로써 흑연질 재료를 얻었다.In Example 9, the graphite material was obtained by pitch coating on the same natural graphite as described in Example 1, and then baking at 1500 ° C.

실시예 10에 대해서는 분말 X선 회절에서 (002)면의 면간격(d002)이 0.3356 nm에서 유래하는 피크가 검출되고, 또 CuKα선을 이용하는 X선 회절 측정에서 회절각 2θ가 43.35°(P4)와 46.19°(P5)에 피크가 나타나는 천연 흑연을 준비했다.In Example 10, in the powder X-ray diffraction, the peak at which the plane spacing (d 002 ) of the (002) plane originated from 0.3356 nm was detected, and the diffraction angle 2θ was 43.35 ° (P4) in the X-ray diffraction measurement using CuKα rays. ) And natural graphite with peaks at 46.19 ° (P5).

상기 천연 흑연에 구상화 처리를 한 후, 벤젠/N2 기류하에 1000 ℃에서 화학 증착 처리를 실행하고, 흑연질 재료를 얻었다.After the spheroidizing treatment on the natural graphite, a chemical vapor deposition treatment was carried out at 1000 ° C. under a benzene / N 2 stream to obtain a graphite material.

실시예 11에 대해서는 실시예 10에서 설명한 것과 동일한 천연 흑연을 구상화 처리한 후, 피치 코트하고, 1000 ℃에서 소성을 실행하고, 흑연질 재료를 얻었다.In Example 11, after spheroidizing the same natural graphite as described in Example 10, it was pitch-coated and baked at 1000 ° C to obtain a graphite material.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

분말 X선 회절에서 (002)면의 면간격(d002)이 0.3365 nm에서 유래하는 피크가 검출된 구형상의 인조 흑연을 준비하고, 상기 인조 흑연에 대해 상술한 실시예 1에서 설명한 것과 동일하게 하여 BET법에 의한 비표면적과, 라만 R 값의 측정을 실행하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.In the powder X-ray diffraction, a spherical artificial graphite in which the surface spacing (d 002 ) of the (002) plane was detected at 0.3365 nm was prepared, and the artificial graphite was prepared in the same manner as described in Example 1 above. The specific surface area and the Raman R value were measured by the BET method, and the results are shown in Table 1 below.

이와 같은 인조 흑연을 이용하는 것 이외는 상술한 실시예 1에서 설명한 것과 동일하게 하여 음극을 제작했다.A negative electrode was produced in the same manner as described in Example 1 except for using such artificial graphite.

또, 에틸렌카르보네이트(EC)와 메틸에틸카르보네이트(MEC)를 체적비율(EC:MEC)이 35:65가 되도록 혼합한 혼합 용액에 대해 1,3 - 프로펜설톤(PRS)을 0.5 중량% 및 비닐렌카르보네이트(VC)를 0.5 중량% 첨가하고, 비수용매를 조제했다. 얻어진 비수용매에 6플루오르화인산리튬(LiPF6)을 그 농도가 1 몰/L이 되도록 용해시키고, 액상 비수전해질을 조제했다.Also, 1,3-propenesultone (PRS) was 0.5 in a mixed solution obtained by mixing ethylene carbonate (EC) and methyl ethyl carbonate (MEC) so that the volume ratio (EC: MEC) was 35:65. 0.5% by weight and vinylene carbonate (VC) were added to prepare a non-aqueous solvent. Lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) was dissolved in the obtained nonaqueous solvent so that the concentration was 1 mol / L, and a liquid nonaqueous electrolyte was prepared.

얻어진 음극과 비수전해질을 이용하는 것 이외는 상술한 실시예 1에서 설명한 것과 동일하게 하여 박형 비수전해질 이차전지를 제조했다.A thin nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as described in Example 1 except that the obtained negative electrode and the nonaqueous electrolyte were used.

(비교예 2 ~ 3)(Comparative Examples 2 to 3)

비수용매의 조성 및 전해질의 종류와 농도를 하기 표 2에 표시된 바와 같이 변경하는 것 이외는 상술한 비교예 1에서 설명한 것과 동일하게 하여 박형 비수전해질 이차전지를 제조했다.A thin nonaqueous electrolyte secondary battery was prepared in the same manner as described in Comparative Example 1 except that the composition of the nonaqueous solvent, the type and concentration of the electrolyte were changed as shown in Table 2 below.

(비교예 4)(Comparative Example 4)

탄소질 재료의 BET법에 의한 비표면적을 하기 표 2에 표시된 바와 같이 변경하는 것 이외는 상술한 비교예 1에서 설명한 것과 동일한 구성의 박형 비수전해질 이차전지를 제조했다.A thin nonaqueous electrolyte secondary battery having the same structure as described in Comparative Example 1 was prepared except that the specific surface area of the carbonaceous material by the BET method was changed as shown in Table 2 below.

(비교예 5)(Comparative Example 5)

분말 X선 회절에서 (002)면의 면간격 (d002)이 0.3358 nm에서 유래하는 피크가 검출되고, 또 CuKα선을 이용하는 X선 회절 측정에서 회절각 2θ가 43.35°와 46.19°에서 피크가 나타나는 천연 흑연을 흑연질 재료로 하여 준비했다.In powder X-ray diffraction, a peak at 0.3358 nm of the plane spacing (d 002 ) of the (002) plane is detected, and a diffraction angle 2θ is found at 43.35 ° and 46.19 ° in an X-ray diffraction measurement using CuKα rays. Natural graphite was prepared as a graphite material.

상기 흑연질 재료에 대해 상술한 실시예 1에서 설명한 것과 동일하게 하여 BET법에 의한 비표면적과, 라만 R 값의 측정을 실행하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.The graphite material was measured in the same manner as described in Example 1 above, and the specific surface area and the Raman R value by the BET method were measured, and the results are shown in Table 1 below.

이와 같은 흑연질 재료를 이용하는 것 이외는 상술한 실시예 1에서 설명한 것과 동일하게 하여 음극을 제작하고, 상기 음극을 이용하여 상술한 실시예 1에서 설명한 것과 동일한 구성의 박형 비수전해질 이차전지를 제조했다.A negative electrode was produced in the same manner as described in Example 1 except for using such a graphite material, and a thin nonaqueous electrolyte secondary battery having the same structure as described in Example 1 was prepared using the negative electrode. .

얻어진 실시예 1 ~ 11 및 비교예 1 ~ 5의 이차전지에 대해 초기 충방전 효율, 전지 용량 및 충방전 사이클 특성을 하기에 설명하는 조건에서 평가하고, 그 결과를 하기 표 1 ~ 2에 나타낸다.The initial charge / discharge efficiency, battery capacity, and charge / discharge cycle characteristics of the secondary batteries obtained in Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 5 were evaluated under the conditions described below, and the results are shown in Tables 1 to 2 below.

(초기 충방전 효율)Initial charge and discharge efficiency

각 이차전지에 대해, 온도 20 ℃의 환경 중에서 충방전율(rate) 0.2 C, 충전 종지 전압 4.2 V의 정전압 충전, 방전 커팅(cutting) 전압 3.0 V의 충방전 시험을 실시하고, 초기 충방전 효율을 평가하고, 그 결과를 하기 표 1 ~ 2에 나타낸다.Each secondary battery was subjected to a charge and discharge test with a constant voltage charge of 0.2 C, a charge end voltage of 4.2 V, and a discharge cutting voltage of 3.0 V in an environment of a temperature of 20 ° C., to determine initial charge and discharge efficiency. It evaluates and shows the result in following Tables 1-2.

(전지 용량)(Battery capacity)

초기 충방전시의 방전 커팅 전압 3.0 V에서의 방전 용량을 전지 용량으로 하여 비교하고, 그 결과를 하기 표 1 ~ 2에 나타낸다.The discharge capacity at the discharge cutting voltage 3.0V at the time of initial charge / discharge was compared as a battery capacity, and the result is shown to the following Tables 1-2.

(충방전 사이클 특성)(Charge / Discharge Cycle Characteristics)

각 이차전지에 대해 충방전율 1 C, 충전 종지 전압 4.2 V, 방전 종지 전압 3.0 V의 충방전 시험을 실행하고, 온도 20 ℃의 환경 중에서 충방전을 50 회 및 300 회 반복한 후의 방전 용량 유지율(1 회째의 방전의 용량을 100 %로 함)을 구하고, 그 결과를 하기 표 1 ~ 2에 나타낸다.Charge / discharge tests of charging and discharging rate 1 C, end-of-charge voltage 4.2 V, and end-of-discharge voltage 3.0 V were carried out on each secondary battery, and the discharge capacity retention rate after repeated 50 times and 300 times of charging and discharging in an environment at a temperature of 20 ° C ( The capacity of the first discharge is 100%), and the results are shown in Tables 1 and 2 below.

Figure 112005009511667-pct00002
Figure 112005009511667-pct00002

Figure 112005009511667-pct00003
Figure 112005009511667-pct00003

표 1 ~ 표 2로부터 명확한 바와같이, BET법에 의한 비표면적이 1.5 m2/g 이상, 10 m2/g 이하의 범위 내에 있는 탄소질물을 이용하는 실시예 1 ~ 11의 이차전지는 초기 충방전 효율, 방전 용량 및 300회 사이클시의 용량 유지율 모두가 우수하다는 것을 알았다. 이 중에서도 분말 X선 회절 측정에서 0.336 nm 이하의 면간격(d002)에서 유래하는 피크가 나타나고, 능면체 정계 구조를 갖고, 또 라만 스펙트럼 측정에 의한 R 값이 강도비로 0.3 이상, 면적비로 1 이상인 흑연질 재료와, EC, PRS 및 VC를 함유하는 비수전해질을 이용하는 실시예 2 ~ 4의 이차전지는 방전 용량과 300회 사이클시의 용량 유지율의 양쪽이 가장 높게 된다.As is clear from Tables 1 to 2, the secondary batteries of Examples 1 to 11 using carbonaceous materials having a specific surface area of 1.5 m 2 / g or more and 10 m 2 / g or less by the BET method are initially charged and discharged. It was found that the efficiency, discharge capacity, and capacity retention rate at 300 cycles were all excellent. Among them, a peak derived from a plane spacing (d 002 ) of 0.336 nm or less appears in the powder X-ray diffraction measurement, has a rhombohedral structure, and the R value by Raman spectrum measurement is 0.3 or more in intensity ratio and 1 or more in area ratio. In the secondary batteries of Examples 2 to 4 using the graphite material and the nonaqueous electrolyte containing EC, PRS and VC, both the discharge capacity and the capacity retention rate at 300 cycles are the highest.

이에 대해, BET법에 의한 비표면적이 1.5 m2/g 미만의 탄소질물을 이용하는 비교예 1 ~ 3의 이차전지는 방전 용량과 300회 사이클시의 용량 유지율 모두가 낮아지고, 비교예 3에 이르러서는 충방전 반응을 실행할 수 없었다. 또, 비교예 4의 이차전지는 300회 사이클시의 용량 유지율이 높지만, 방전 용량이 낮았다.On the other hand, in the secondary batteries of Comparative Examples 1 to 3 using carbonaceous substances having a specific surface area of less than 1.5 m 2 / g by the BET method, both the discharge capacity and the capacity retention rate at 300 cycles were lowered, Could not execute the charge / discharge reaction. The secondary battery of Comparative Example 4 had a high capacity retention rate at 300 cycles but a low discharge capacity.

또, 실시예 1 ~ 5, 9 ~ 11의 이차전지에서는 50회 사이클시의 용량 유지율이 90% 이상으로 높은데 비해 실시예 6 ~ 8의 이차전지에서는 50회 사이클시의 용량 유지율이 90%에 이르지 못했다. 주요 원인은 이하에 설명하는 것이라 생각할 수 있다.In addition, in the secondary batteries of Examples 1 to 5 and 9 to 11, the capacity retention rate at 50 cycles was higher than 90%, whereas in the secondary batteries of Examples 6 to 8, the capacity retention ratio at 50 cycles reached 90%. I couldn't. The main reason can be considered to be explained below.

실시예 6의 이차전지에서는 표면의 흑연화도가 높으므로, PRS의 분해 이외에 PC와 같은 고리형 카르보네이트의 분해 반응을 일으키고, 초기의 사이클을 따라 음극 표면의 보호 피막의 저항이 높아지고, 용량이 급격히 저하한 이유로 50 사이클째의 용량 유지율이 낮아졌다.In the secondary battery of Example 6, since the graphitization degree of the surface is high, in addition to the decomposition of PRS, the decomposition reaction of cyclic carbonates such as PC is caused, and the resistance of the protective film on the surface of the negative electrode increases with an initial cycle, and the capacity is increased. The capacity retention rate at the 50th cycle was lowered because of the sharp drop.

한편, 실시예 7, 8의 이차전지에서는 능면체 정계 구조를 갖지 않은 흑연질 재료를 이용하고 있으므로 PRS의 분해 반응이 우선적으로 진행되지 않고, 초기의 사이클을 따라서 음극 표면의 보호 피막의 저항이 높아지고, 용량이 급격히 저하한 이유로 50 사이클째의 용량 유지율이 낮아졌다.On the other hand, in the secondary batteries of Examples 7 and 8, since the graphite material having no rhombohedral structure is used, the decomposition reaction of PRS does not proceed preferentially, and the resistance of the protective film on the surface of the negative electrode increases along the initial cycle. As a result, the capacity retention rate at the 50th cycle was lowered because the capacity dropped sharply.

(PRS와 VC의 검출 방법)(Detection method of PRS and VC)

또, 실시예 1의 이차전지에 대해서, 상기 초기 충방전 공정후, 5시간 이상 회로를 개방하여 충분히 전위를 안정화시킨 후, Ar 농도가 99.9% 이상, 또 노점(露点)이 -50 ℃ 이하의 글로브박스 내에서 분해하고, 전극군을 꺼냈다. 상기 전극군을 원심관에 채워 넣고, 디메틸설폭시드(DMSO) - d6를 첨가하여 밀봉하고, 상기 글로브박스로 부터 꺼내어 원심 분리를 실시했다. 그 후, 상기 글로브박스 내에서 상기 원심관으로부터 상기 전해액과 상기 DMSO - d6의 혼합 용액을 채취했다. 상기 혼합용매를 5 mmΦ의 NMR용 시료관에 0.5 ml정도 넣고, NMR 측정을 실시했다. 상기 NMR 측정에 이용한 장치는 일본 전자 주식회사제 JNM-LA400WB이며, 관측핵은 1H, 관측 주파수는 400 ㎒, 디메틸설폭시드(DMSO) - d6 중에 아주 조금 포함되는 잔여 프로톤 신호를 내부 기준으로서 이용했다(2.5 ppm). 측정 온도는 25 ℃로 했다. 1HNMR 스펙트럼에서는 EC에 대응하는 피크가 4.5 ppm 부근, VC에 대응하는 피크가 7.7 ppm 부근에서 관측되었다. 한편, PRS에 대응하는 피크가 도 5에 도시된 스펙트럼과 같이 5.1 ppm 부근(P1), 7.05 ppm 부근(P2) 및 7.2 ppm 부근(P3)에서 관측되었다. 상기 결과로부터 초기 충방전 공정 후의 실시예 1의 이차전지에 존재하는 비수용매 중에 VC와 PRS가 포함되어 있는 것을 확인할 수 있다.In the secondary battery of Example 1, after the initial charge / discharge process, the circuit was opened for at least 5 hours to sufficiently stabilize the potential, and the Ar concentration was 99.9% or more, and the dew point was -50 ° C or less. It disassembled in the glove box and the electrode group was taken out. The electrode group was filled into a centrifuge tube, sealed by adding dimethyl sulfoxide (DMSO) -d 6 , taken out from the glove box, and centrifuged. Thereafter, the mixed solution of the electrolyte solution and the DMSO-d 6 was collected from the centrifuge tube in the glove box. 0.5 ml of the said mixed solvent was put into the 5 mm diameter NMR sample tube, and NMR measurement was performed. The apparatus used for the NMR measurement was JNM-LA400WB manufactured by Nippon Electronics Co., Ltd., the observation nucleus was 1 H, the observation frequency was 400 MHz, and the residual proton signal contained in the dimethyl sulfoxide (DMSO) -d 6 was used as an internal reference. (2.5 ppm). Measurement temperature was 25 degreeC. In the 1 HNMR spectrum, a peak corresponding to EC was found at around 4.5 ppm and a peak corresponding to VC was found at around 7.7 ppm. On the other hand, peaks corresponding to PRS were observed near 5.1 ppm (P 1 ), near 7.05 ppm (P 2 ) and near 7.2 ppm (P 3 ) as shown in the spectrum shown in FIG. 5. From the above results, it can be confirmed that VC and PRS are included in the nonaqueous solvent present in the secondary battery of Example 1 after the initial charge and discharge process.

또, 관측 주파수는 100 ㎒로 하고, 디메틸설폭시드(DMSO) - d6(39.5 ppm)을 내부 기준 물질로서 13CNMR 측정을 실시한 결과, EC에 대응하는 피크가 66 ppm 부근, VC에 대응하는 피크가 133 ppm 부근, PRS에 대응하는 피크가 74 ppm 부근과 124 ppm 부근과 140 ppm 부근에서 관측되고, 그 결과로부터 초기 충방전 공정후의 실시예 1의 이차전지에 존재하는 비수용매 중에 VC와 PRS가 포함되어 있는 것을 확인할 수 있었다.In addition, the observation frequency was 100 MHz, and 13 CNMR measurements of dimethyl sulfoxide (DMSO) -d 6 (39.5 ppm) as an internal reference substance showed that the peak corresponding to EC was around 66 ppm and the peak corresponding to VC. The peaks corresponding to 133 ppm and PRS were observed at around 74 ppm, at around 124 ppm, and at about 140 ppm. From the results, VC and PRS were found in the nonaqueous solvent present in the secondary battery of Example 1 after the initial charge / discharge process. It was confirmed that it was included.

또한, 1HNMR 스펙트럼에서 EC의 NMR 적분 강도에 대한 VC의 NMR 적분 강도의 비와, EC의 NMR 적분 강도에 대한 PRS의 NMR 적분 강도의 비를 구한 결과, 비수용매 전체에 대한 VC의 비율, PRS의 비율이 모두 이차전지 조립전보다 감소되어 있는 것을 확인할 수 있었다.In addition, the ratio of the NMR integral intensity of VC to the NMR integral intensity of EC and the NMR integral intensity of PRS to the NMR integral intensity of EC in the 1 HNMR spectrum was obtained. It was confirmed that all of the ratios are reduced than before the assembly of the secondary battery.

또한, 본 발명은 상기의 실시예에 제한되는 것이 아니고, 다른 종류의 양극ㆍ음극ㆍ세퍼레이터ㆍ용기의 조립에서도 동일하게 적용 가능하다. 또, 상기의 실시예와 같은 라미네이터 필름으로부터 용기를 형성한 비수전해질 이차전지 이외에도 원통형이나 각형(角形)의 용기를 갖는 이차전지에 있어서도 본 발명을 적용할 수 있다.In addition, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be similarly applied to the assembly of other types of anodes, cathodes, separators, and containers. In addition to the nonaqueous electrolyte secondary battery in which a container is formed from the laminator film as in the above embodiment, the present invention can be applied to a secondary battery having a cylindrical or rectangular container.

이상 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 초기 충방전 효율, 방전 용량 및 충방전 사이클 수명을 동시에 만족시키는 비수전해질 이차전지를 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to provide a nonaqueous electrolyte secondary battery that satisfies initial charge and discharge efficiency, discharge capacity, and charge and discharge cycle life at the same time.

Claims (13)

양극, 리튬 이온을 흡장ㆍ방출할 수 있는 탄소질물을 함유하는 음극, 및 비수용매를 함유하는 비수전해질을 구비한 비수전해질 이차전지에 있어서,A nonaqueous electrolyte secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode containing a carbonaceous material capable of occluding and releasing lithium ions, and a nonaqueous electrolyte containing a nonaqueous solvent, 상기 비수용매는 고리 중에 1 개 이상의 이중 결합을 갖는 설톤 화합물을 포함하고,The non-aqueous solvent includes a sultone compound having at least one double bond in a ring, 상기 탄소질물은 BET법에 의한 비표면적이 1.5 m2/g 이상, 10 m2/g 이하이며, 분말 X선 회절 측정에서 0.336 nm 이하의 면간격(d002)에서 유래하는 피크가 나타나고, CuKα선을 이용하는 X선 회절 측정에서 회절각 2θ가 42.8°~ 44.0°와 45.5°~ 46.6°에서 피크가 검출되며, 또 라만 스펙트럼 측정에 의한 R 값이 강도비로 0.3 이상, 면적비로 1 이상인 흑연질 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 비수전해질 이차전지.The carbonaceous material has a specific surface area of 1.5 m 2 / g or more and 10 m 2 / g or less by the BET method, and peaks derived from an interplanar spacing (d 002 ) of 0.336 nm or less appear in powder X-ray diffraction measurements. In the X-ray diffraction measurement using a line, peaks are detected at diffraction angles 2θ of 42.8 ° to 44.0 ° and 45.5 ° to 46.6 °, and Raman spectrum measurement shows that the R value is 0.3 or more in intensity ratio and 1 or more in area ratio. Non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a. 양극, 리튬 이온을 흡장ㆍ방출할 수 있는 탄소질물을 포함하는 음극, 및 비수용매를 함유하는 비수전해질을 구비한 비수전해질 이차 전지에 있어서,In a nonaqueous electrolyte secondary battery having a positive electrode, a negative electrode containing a carbonaceous material capable of occluding and releasing lithium ions, and a nonaqueous electrolyte containing a nonaqueous solvent, 상기 비수용매는 고리 중에 1 개 이상의 이중 결합을 갖는 설톤 화합물을 포함하고,The non-aqueous solvent includes a sultone compound having at least one double bond in a ring, 상기 탄소질물은 BET법에 의한 비표면적이 1.5 m2/g 이상, 10 m2/g 이하이며, 분말 X선 회절 측정에서 0.336 nm 이하의 면간격(d002)에서 유래하는 피크가 나타나고 능면체 정계(菱面體晶系) 구조를 가지며, 또 라만 스펙트럼 측정에 의한 R 값이 강도비로 0.3 이상, 면적비로 1 이상인 흑연질 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 비수전해질 이차전지.The carbonaceous material has a specific surface area of 1.5 m 2 / g or more and 10 m 2 / g or less by BET method, and peaks derived from an interplanar spacing (d 002 ) of 0.336 nm or less appear in powder X-ray diffraction measurements. A nonaqueous electrolyte secondary battery comprising a graphite material having a crystal structure and having an R value of 0.3 or more in intensity ratio and 1 or more in area ratio by Raman spectrum measurement. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 비표면적은 1.5 m2/g 이상, 6 m2/g 이하인 것을 특징으로 하는 비수전해질 이차전지.The specific surface area is 1.5 m 2 / g or more, 6 m 2 / g or less nonaqueous electrolyte secondary battery, characterized in that. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 R 값의 강도비는 0.3 이상, 1.5 이하인 것을 특징으로 하는 비수전해질 이차전지.The strength ratio of the R value is 0.3 or more, 1.5 or less non-aqueous electrolyte secondary battery, characterized in that. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 R 값의 면적비는 1 이상, 4 이하인 것을 특징으로 하는 비수전해질 이차전지.The area ratio of the R value is 1 or more, 4 or less, characterized in that the nonaqueous electrolyte secondary battery. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 R 값의 면적비는 1 이상, 3 이하인 것을 특징으로 하는 비수전해질 이차전지.The area ratio of the R value is 1 or more, 3 or less non-aqueous electrolyte secondary battery, characterized in that. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 설톤 화합물은 1,3-프로펜설톤(PRS) 및 1,4-부틸렌설톤(BTS) 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 비수전해질 이차전지.The sultone compound is a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising at least one of 1,3-propenesultone (PRS) and 1,4-butylene sultone (BTS). 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 비수용매는 비닐렌카르보네이트(VC)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 비수전해질 이차전지.The non-aqueous solvent is a non-aqueous electrolyte secondary battery, characterized in that further comprises vinylene carbonate (VC). 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 비수용매는 고리형 카르보네이트와 γ- 부티로락톤을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 비수전해질 이차전지.The non-aqueous solvent is a non-aqueous electrolyte secondary battery further comprises a cyclic carbonate and γ-butyrolactone. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 비수용매는 에틸렌카르보네이트와 적어도 메틸에틸카르보네이트를 포함하는 직쇄형 카르보네이트를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 비수전해질 이차전지.The nonaqueous solvent further comprises a linear carbonate comprising ethylene carbonate and at least methyl ethyl carbonate. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 비수용매는 적어도 에틸렌카르보네이트 및 프로필렌카르보네이트를 함유하는 고리형 카르보네이트, 및 γ-부티로락톤을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 비수전해질 이차전지.The non-aqueous solvent further comprises a cyclic carbonate containing at least ethylene carbonate and propylene carbonate, and γ-butyrolactone. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 비수용매는 적어도 에틸렌카르보네이트 및 프로필렌카르보네이트를 함유하는 고리형 카르보네이트를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 비수전해질 이차전지.The nonaqueous solvent further comprises a cyclic carbonate containing at least ethylene carbonate and propylene carbonate. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 비수전해질은 LiPF6 및 LiBF4의 리튬염 1종 이상을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 비수전해질 이차전지.The non-aqueous electrolyte secondary battery non-aqueous electrolyte, characterized in that it further comprises one or more of the lithium salt of LiPF 6 and LiBF 4 .
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