본 발명은 리튬 및 코발트의 산화 금속 복합체 또는 리튬 및 니켈의 산화 금속 복합체를 포함하는 양극, 리튬 금속, 리튬 합금 또는 리튬을 흡장(吸藏)하거나 방출할 수 있는 물질을 포함하는 음극, 및 비수용성 용매중에 전해질을 포함하는 비수용성 전해질 용액을 포함하는 리튬 이차 전지가 과충전될 때, 갑작스런 열 발생을 방지하는 방법에 관한 것이며, 이것은 비수용성 전해질 용액중에 유기 화합물을 용해시키고, 과충전이 발생할 때 유기 화합물을 분해시켜 분해된 산물을 제공하며, 분해된 산물이 양극의 코발트 또는 니켈을 용해시키는 작용을 하고, 음극에 코발트 또는 니켈을 침착시키는 것을 포함한다.
추가적으로, 본 발명은 리튬 및 코발트의 산화 금속 복합체 또는 리튬 및 니켈의 산화 금속 복합체를 포함하는 양극, 리튬 금속, 리튬 합금 또는 리튬을 흡장하고 방출할 수 있는 물질을 포함하는 음극, 및 비수용성 용매중에 전해질을 포함하는 비수용성 전해질 용액을 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이며, 여기서 유기 화합물이 비수용성 전해질 용액중에 함유되며, 이차 전지의 과충전시 상기 유기 화합물의 분해가 일어나 분해된 산물을 제공하며, 상기 분해된 산물이 양극의 코발트 또는 니켈을 용해시키고 음극상에 코발트 또는 니켈을 침착시킨다.
또한, 본 발명은 리튬 및 코발트의 산화 금속 복합체 또는 리튬 및 니켈의 산화 금속 복합체를 포함하는 양극, 리튬 금속, 리튬 합금 또는 리튬을 흡장하고 방출시킬 수 있는 물질을 포함하는 음극, 및 비수용성 용매중에 전해질을 포함하는 비수용성 전해질 용액을 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이며, 여기서 비수용성 전해질 용액은 +4.6V 내지 +5.0V 의 범위의 산화 전위를 갖는 유기 화합물을 함유하고, 이 산화 전위는 리튬의 산화 전위에 대해 상대적으로 결정된다.
또한, 본 발명은 리튬 및 코발트의 산화 금속 복합체 또는 리튬 및 니켈의 산화 금속 복합체를 포함하는 양극, 리튬 금속, 리튬 합금 또는 리튬을 흡장하고 방출시킬 수 있는 물질을 포함하는 음극, 및 비수용성 용매중에 전해질을 포함하는 비수용성 전해질 용액을 포함하는 리튬 이차 전지에 사용되는 비수용성 전해질 용액에 관한 것이며, 이는 추가적으로 +4.6V 내지 +5.0V 의 범위의 산화 전위를 갖는 유기 화합물을 함유하며, 이 산화 전위는 리튬의 산화 전위에 대해 상대적으로 결정된다.
상술된 것처럼, 전지의 안정성을 보장하기 위하여 과충전에 의한 갑작스런 열 발생을 방지하기 위한 공지된 방법(즉, 열폭주(thermal runaway))은 하기와 같다: 대략 4.5V 의 전위에서 산화환원 셔틀을 작동시키는 방법; 4.5V 이하의 전위에서 중합체를 제조함으로써 내부 저항을 증가시키는 방법; 및 기체 물질을 생성함으로써 내부 전류 단절 장치를 초기화하거나 전기전도성 중합체를 제조하여 전지에서 단락을 형성하는 방법.
반대로, 본 발명에 따른 과충전의 방지 메카니즘은 하기와 같이 간주된다:
전지가 과충전될 때, 비수용성 전해질 용액에 함유된 상술된 화합물이 리튬에 비하여 +4.6V 내지 +5.0V 범위의 전위에서 산화적으로 분해되고, 양극의 코발트 또는 니켈이 용해되어 나와 음극에 침착된다 음극상에 침착되는 코발트 또는 니켈은 음극 상에 침착된 리튬 금속과 비수용성 전해질 용액중에 함유된 카르보네이트 사이의 반응을 방지한다고 가정된다.
또한, 전지의 음극 상의 코발트 또는 니켈의 침착은 때때로 단락을 형성할 수 있어 과충전을 방지할 수 있다. 따라서, 전지의 안전성이 충분히 보장된다.
게다가, 상술된 유기 화합물은 +4.6V 내지 +5.0V 의 높은 산화 전위를 가지므로, 유기 화합물은 반복되는 충방전 과정 및 전압이 국소적으로 4.2V를 초과하는 경우에, 40℃ 이상의 온도에서 분해되지 않는다.
따라서, 과충전을 방지하기 위한 양호한 안전성 뿐만 아니라 주기적 특성, 전지 용량 및 저장 안정성과 같은 양호한 전지 특성을 갖는 리튬 이차 전지가 제공된다.
[본 발명을 수행하기 위한 최적 구현예]
본 발명에 따른 전해질 용액에 혼입된 유기 화합물의 예는 하기 화합물을 포함한다. 리튬의 산화 전위와 비교하여(하술되는 작업예에서 기재되는 방식으로 결정되는) 각 유기 화합물의 산화 전위는 삽입구로 기술된다.
유기 화합물로서, 하나 이상의 tert-알킬벤젠 유도체가 바람직하게 사용된다. 예는 하기와 같다: tert-부틸벤젠 유도체, 예컨대 tert-부틸벤젠(4.9V), 1-플루오로-4-tert-부틸벤젠(4.9V), 1-클로로-4-tert-부틸벤젠(4.9V), 1-브로모-4-tert-부틸벤젠(4.9V), 1-요오도-4-tert-부틸벤젠(4.9V), 5-tert-부틸-m-자일렌(4.6
V), 4-tert-부틸톨루엔(4.7V), 3,5-디-tert-부틸톨루엔(4.8V), 1,3-디-tert-부틸벤젠(4.9V), 1.4-디-tert-부틸벤젠(4.9V), 1,3,5-트리-tert-부틸벤젠(5.0V); 및 tert-알킬벤젠 유도체, 예컨대 tert-펜틸벤젠(4.8V), 1-메틸-4-tert-펜틸벤젠(4.7V), 5-tert-펜틸-m-자일렌(4.6V), 1-에틸-1-(메틸프로필)벤젠(4.8V), (1,1-디-에틸프로필)벤젠(4.8V), 1,3-디-tert-펜틸벤젠(4.7V), 및 1,4-디-tert-펜틸벤젠(4.7V).
유기 화합물로서, 시클로헥실벤젠(4.7V)이 또한 사용된다. 특히, 상술된 tert-부틸벤젠과 같이 4.8V 내지 5.0V 내의 높은 산화 전위를 갖는 유기 화합물의 일부가 4.7V와 같은 낮은 산화 전위를 갖는 시클로헥실벤젠으로 대체된다면, 과충전의 방지가 강화된다. tert-부틸벤젠의 일부가 시클로헥실벤젠으로 대체되는 경우, tert-부틸벤젠이 바람직하게는 시클로헥실벤젠의 1 부당 4 부 이하, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 3 부, 가장 바람직하게는 0.5 내지 2.5부의 양으로 사용된다. 상술된 것처럼, 다른 산화 전위를 갖는 2 종 이상의 유기 화합물의 조합의 사용이 과충전의 방지를 강화하는데 효과적이다. 그러나, 본 발명의 화합물은 유기 화합물이 +4.6V 내지 +5.0V 의 범위의 전위에서 분해되고 양극에서의 코발트 또는 니켈이 과충전시 용액중에 용해되는 한, 이들 화합물에 의해 특별히 한정되지 않는다.
유기 화합물의 양이 과도하게 크지 않다면, 전해질 용액의 전기 전도성이 변할 수 있으며, 따라서 전지 특성이 저하될 수 있다. 상기 양이 너무 작다면, 과충전에 의해 야기되는 갑작스러운 열 발생을 방지하는 충분한 효과가 달성되지 않는다. 바람직한 양은 전해질 용액의 양에 대해 0.1 내지 10 중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 5 중량%의 범위이다.
본 발명에서 사용되는 비수용성 용매의 예는 시클릭 카르보네이트, 예컨대 에틸렌 카르보네이트(EC), 프로필렌 카르보네이트(PC), 부틸렌 카르보네이트(BC), 및 비닐렌 카르보네이트(VC); 락톤, 예컨대 γ-부틸로락톤; 선형 카르보네이트, 예컨대 디메틸 카르보네이트(DMC), 메틸 에틸 카르보네이트(MEC), 및 디에틸 카르보네이트(DEC); 에테르, 예컨대 테트라히드로푸란, 2-메틸-테트라히드로푸란, 1,4-디옥산, 1,2-디메톡시에탄, 1,2-디에톡시에탄, 및 1,2-디부톡시에탄; 니트릴, 예컨대 아세토니트릴; 에스테르, 예컨대 메틸 프로피오네이트, 메틸 피발레이트 및 옥틸 피발레이트; 및 아미드, 예컨대 디메틸-포름아미드를 포함한다.
비수용성 용매는 단독으로 또는 둘 이상의 조합으로서 사용될 수 있다. 조합에 관해서는 한정되지 않는다. 예로는 시클릭 카르보네이트 및 선형 카르보네이트의 조합, 시클릭 카르보네이트 및 락톤의 조합, 및 3 개의 시클릭 카르보네이트 및 선형 카르보네이트의 조합이 있다.
전해질의 예는 LiPF6, LiBF4, LiClO4, LiN(SO2CF3)2, LiN(SO2C2F5)2, LiC(SO2CF3)3, LiPF4(CF3)2, LiPF3(C2F5)3, LiPF3(CF3)3, LiPF3(이소-C3F7)3, 및 LiPF5(이소-C3F7)을 포함한다. 이들 전해질은 단독으로 또는 둘 이상의 조합으로 사용될 수 있다. 일반적으로, 전해질은 0.1M 내지 3M, 바람직하게는 0.5M 내지 1.5M 의 전해질 용액을 제공하는 양으로 비수용성 용매에 혼입될 수 있다.
전해질 용액은 예를 들어 상술된 비수용성 용매를 혼합하고 혼합된 용매중에 하나 이상의 유기 화합물을 용해시킴으로써 제조될 수 있다.
본 발명의 전해질 용액은 이차 전지, 특히 리튬 이차 전지의 제조의 소자로서 유리하게 사용할 수 있다. 기타 구조상의 소자에 대한 특별한 제한은 없다. 지금까지 사용된 다양한 소자가 사용될 수 있다.
예를 들어, 리튬 및 코발트 또는 니켈을 포함하는 산화 금속 화합물이 양극 활성 물질로서 사용가능하다. 산화 금속 화합물의 예는 LiCoO2, LiNiO2 및 LiCo1-xNixO2(0.01<x<1)를 포함한다. 게다가, LiCoO2 및 LiMn2O4의 혼합물, LiCoO2 및 LiNiO2 의 혼합물, 및 LiMn2O4 및 LiNiO2 의 혼합물이 사용될 수 있다.
양극은 상술된 양극 활성 물질, 전기전도성 물질, 예컨대 아세틸렌 블랙 또는 카본 블랙, 및 바인더, 예컨대 폴리(테트라플루오로에틸렌)(PTFE), 폴리(비닐리덴 플루오리드)(PVDF), 스티렌-부탄디엔 공중합체(SBR), 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체(NBR), 또는 카르복시메틸셀룰로스(CMC)를 혼련하여, 양극 조성물을 제공하고; 양극 조성물을 알루미늄 호일, 스텐레스 호일 또는 레트 판과 같은 집전기상에서 코팅하며; 대략 50 내지 250℃의 온도에서 대략 2 시간 동안 진공속에서 코팅된 조성물을 가열하는 것에 의해 제조할 수 있다.
음극 활성 물질로서, 리튬 금속, 리튬 합금, 리튬을 흡장하고 방출할 수 있는 탄소성 물질(열적으로 분해된 탄소, 코크, 흑연(인공 흑연 및 천연 흑연), 연소된 유기 중합체 화합물, 탄소 섬유), 및 산화 주석 화합물이 사용될 수 있다. 결정 표면(002)의 결정 거리, 즉 d002 가 0.335 내지 0.340nm(나노미터)의 범위인 흑연 결정 구조를 갖는 탄소성 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 탄소성 분말과 같인 분말 형태의 음극 활성 물질이 바인더, 예컨대 에틸렌 프로필렌 디엔 삼원중합체(EPDM), 폴리트테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리(비닐리덴 플루오리드)(PVDF), 스티렌-부타디엔 공중합체(SBR), 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체(NBR) 또는 카르복시메틸셀룰로스(CMC)와 조합되어 바람직하게 사용될 수 있다.
비수용성 이차 전지의 구조에 관하여 특별한 제한은 없다. 예를 들어, 비수용성 이차 전지는 코인형 전지 또는 양극, 음극, 및 단독 또는 다수의 격리판을 포함하는 중합체 전지, 또는 양극, 음극 및 격리판 롤을 포함하는 원통형 또는 프리즘형 전지일 수 있다. 격리판은 폴리올레핀의 미세다공성 격리판, 기타 미세다공성 필름, 직포 및 부직포와 같은 공지된 격리판일 수 있다.
본 발명의 리튬 이차 전지는 4.2V 초과의 전압과 같은 높은 작동 전압에서조차 장기간 동안 우수한 주기적 특성을 보이며, 추가적으로 4.3V 에서도 우수한 주기적 특성을 나타낸다. 차단 전압은 2.0V 이상일 수 있으며, 또한 2.5V 이상일 수 있다. 전류값은 제한되지 않는다. 일반적으로, 전지는 0.1 내지 3C 의 일정한 전류 방전에서 작동한다. 본 발명의 리튬 이차 전지는 -40℃ 내지 100℃, 바람직하게는 0 내지 80℃의 넓은 온도 범위에서 충전 및 방전될 수 있다.
[실시예]
본 발명은 하기 실시예 및 비교예에 의해 추가적으로 설명된다.
[실시예 1]
(산화 전위의 측정)
LiPF6 를 프로필렌 카르보네이트(비수용성 용매)에 용해시켜 전해질 용액(농도: 1M)을 제공했다. 전해질 용액에서 용해된 tert-부틸벤젠의 양은 2 중량였다. 전기화학 분석기(Model 608A, ALS Corporation으로부터 이용가능)로 실온(20℃)에서 산화 전위를 측정했다. 참조 전극은 리튬 금속이었고, 작동 전극은 백금 전극(직경 1 mm) 이었다. +3 내지 +6 V 에서 10 mV/sec 의 속도로 스캔했다. 0.1mA의 전류 변화가 관찰된 전위값이 산화 전위로 측정되었다. 측정값은 소수점이하 둘째자리에서 반올림했다. 결과적으로 tert-부틸벤젠의 산화 전위는 4.9V 로 측정되었다.
(전해질 용액의 제조)
EC/PC/DEC(30/5/65, 부피비)의 비수용성 혼합물이 제조되었다. 수성 혼합물에 LiPF6 가 1M 의 농도로 용해되었다. 또한, tert-부틸벤젠을 2 중량%의 농도에서 전해질 용액으로 두었다.
(리튬 이차 전지의 제조 및 전지 특성의 측정)
LiCoO2(양극 활성 물질, 90중량%), 아세틸렌 블랙(전기전도성 물질, 5중량%), 및 폴리(비닐리덴 플루오리드)(바인더, 5 중량%)를 혼합했다. 수득된 혼합물에 1-메틸-2-피롤리돈을 첨가했다. 이렇게 생성된 슬러리 형태의 혼합물을 알루미늄 호일에 코팅하고, 건조하며 압축하여 양극을 제공했다.
인공 흑연(음극 활성 물질, 95중량%) 및 폴리(비닐리덴 플루오리드)(바인더, 5 중량%)를 혼합했다. 수득된 혼합물에 추가적으로 1-메틸-2-피롤리돈을 첨가했다. 이렇게 제조된 슬러리 형태의 혼합물을 구리 호일에 코팅하고, 건조하며 압축하여 음극을 제공했다.
양극 및 음극, 미세 다공성 폴리프로필렌 필름 격리판, 및 상술된 비수용성 전해질 용액을 결합하여 원통형 전지(18650 크기, 직경:18mm, 두께:65mm)를 제조했다. 압력 개방구 및 내부 전류 단절 장치를 전지에 설치했다.
18650 전지를 일정한 전압하에서 일정한 전류(1.45 A, 1C)로 고온(45℃)에서 충전하여 4.2V에 도달하도록 하고, 추가적으로 최종 전압이 4.2V 가 되도록 충전했다. 전체 시간은 3 시간이었다. 이어서, 전지를 방전시켜 일정한 전류(1.45A, 1C)을 제공하여 최종 전압이 2.5V 가 되었다. 충방전 주기가 반복되었다.
초기 방전 용량은 1M LiPF4 및 EC/PC/DEC(30/5/65, 부피비)의 용매 혼합물을 사용하여 전지에서 측정된 용량과 거의 동일했다(비교예 1 참고).
300 주기의 충방전 과정 후, 방전 용량의 보유율은 초기 방전 용량(100%)의 85.5%였다. 또한, 고온 온도 저장 안정성이 양호했다. 300 주기의 충방전 과정이 수행된 18650 전지는 그 후 추가적으로 일정한 전류(2.9A, 2C) 의 실온(20℃)에서 완전히 충전된 전지를 계속적으로 충전하여 과충전되었다. 25분 후 전류가 끊기고, 전류 단절 후 전지 표면적의 최고 온도는 68℃였다.
18650 크기의 원통형 전지의 소재 및 조건 및 전지 특성은 표 1에 나타나있다.
[실시예 2]
산화 전위를 측정하기 위하여 tert-부틸벤젠을 전해질 용액에 5 중량%의 양으로 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 1 의 과정을 반복했다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
18650 크기의 원통형 전지의 소재 및 조건 뿐만 아니라 300 주기 충방전 과정후 방전 용량 보유율, 전류 단절 기간 및 전류 단절 후 전지 표면의 최고 온도가 표 1 에 나타나있다.
[실시예 3]
산화 전위를 측정하기 위하여 tert-부틸벤젠 및 시클로헥실벤젠 각각을 1 중량%의 양으로 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 1 의 과정을 반복했다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
18650 크기의 원통형 전지의 소재 및 조건 뿐만 아니라 300 주기 충방전 과정후 방전 용량 보유율, 전류 단절 기간 및 전류 단절 후 전지 표면의 최고 온도가 표 1 에 나타나있다.
실시예 1 에서 제조된 것과 비교하여 전류 단절 후 온도는 낮고 전류 단절 기간이 짧았다고 이해된다. 따라서, 과충전을 방지하는 효과는 실시예 1 에 보여진 것보다 더 높다고 이해된다.
[실시예 4]
산화 전위를 측정하기 위하여 1-브로모-4-부틸벤젠을 2 중량%의 양으로 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 1 의 과정을 반복했다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
18650 크기의 원통형 전지의 소재 및 조건 뿐만 아니라 300 주기 충방전 과정후 방전 용량 보유율, 전류 단절 기간 및 전류 단절 후 전지 표면의 최고 온도가 표 1 에 나타나있다.
[비교예 1]
산화 전위를 측정하기 위하여 tert-부틸벤젠을 첨가하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1 의 과정을 반복했다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
18650 크기의 원통형 전지의 소재 및 조건 뿐만 아니라 300 주기 충방전 과정후 방전 용량 보유율, 전류 단절 기간 및 전류 단절 후 전지 표면의 최고 온도가 표 1 에 나타나있다.
[비교예 2 내지 4]
산화 전위를 측정하기 위하여, tert-부틸벤젠 대신, 4-플루오로아니솔(비교예 2), 2-클로로티오펜(비교예 3), 또는 비페닐(비교예 4)를 2 중량%의 양으로 전해질 용액에 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 1 의 절차를 반복했다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
18650 크기의 원통형 전지의 소재 및 조건 뿐만 아니라 300 주기 충방전 과정후 방전 용량 보유율, 전류 단절 기간 및 전류 단절 후 전지 표면의 최고 온도가 표 1 에 나타나있다.
[실시예 5]
LiCoO2(양극 활성 물질)을 LiNi0.8Co0.2O2로 대체하고, EC/PC/VC/DEC(30/5/2/63, 부피비) 의 비수용성 용매중의 1M LiPF6 의 전해질 용액을 사용하고, tert-부틸벤젠을 3 중량%의 양으로 전해질 용액에 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 1 의 과정을 반복하여, 18650 크기의 원통형 전지를 제조하고 전지 특성을 측정하였다. 18650 크기의 원통형 전지의 소재 및 조건 및 전지 특성을 표 1 에 나타낸다.
[실시예 6]
LiCoO2(양극 활성 물질)을 LiNi0.8Co0.2O2로 대체하고, EC/PC/VC/DEC(30/5/2/63, 부피비) 의 비수용성 용매중의 1M LiPF6 의 전해질 용액을 사용하고, tert-부틸벤젠 및 시클로헥실벤젠을 2중량% 및 1 중량%의 양 각각으로 전해질 용액에 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 1 의 과정을 반복하여, 18650 크기의 원통형 전지를 제조하고 전지 특성을 측정하였다. 18650 크기의 원통형 전지의 소재 및 조건 및 전지 특성을 표 1 에 나타낸다.
[비교예 5]
LiCoO2(양극 활성 물질)을 LiNi0.8Co0.2O2로 대체한 것을 제외하고는, 비교예 1 의 과정을 반복하여 18650 크기의 원통형 전지를 제조하고, 전지 특성을 측정했다. 18650 크기의 원통형 전지의 소재 및 조건 및 전지 특성을 표 1 에 나타낸다.
[실시예 7]
tert-부틸벤젠을 tert-펜틸벤젠 2 중량%의 양으로 대체한 것을 제외하고는 실시예 1 의 과정을 반복하여, 18650 크기의 원통형 전지를 제조하고, 전지 특성을 측정했다. 18650 크기의 원통형 전지의 소재 및 조건 및 전지 특성을 표 1 에 나타낸다.
[실시예 8]
tert-부틸벤젠 대신에 tert-부틸벤젠 및 tert-펜틸벤젠 모두 2 중량%의 양으로 조합한 것으로 대체한 것을 제외하고는, 실시예 1 의 과정을 반복하여, 18650 크기의 원통형 전지를 제조하고, 전지 특성을 측정했다. 18650 크기의 원통형 전지의 소재 및 조건 및 전지 특성을 표 1 에 나타낸다.
[실시예 9]
tert-펜틸벤젠 및 시클로헥실벤젠을 각각 2 중량% 및 1 중량%의 양으로 전해질 용액에 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 1 의 과정을 반복하여 18650 크기의 원통형 전지를 제조하고 전지 특성을 측정했다. 18650 크기의 원통형 전지의 소재 및 조건 및 전지 특성을 표 1 에 나타낸다.
[실시예 10]
tert-부틸벤젠, tert-펜틸벤젠 및 시클로헥실벤젠을 각각 2 중량%, 2 중량%, 및 1 중량%의 양으로 전해질 용액에 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 1 의 과정을 반복하여 18650 크기의 원통형 전지를 제조하고, 전지 특성을 측정했다. 18650 크기의 원통형 전지의 소재 및 조건 및 전지 특성을 표 1 에 나타낸다.
상술된 실시예 모두에서, 과충전이 발생할 때 충분한 양의 코발트 또는 니켈이 음극에 침착되었다. 따라서, 본 발명의 유기 화합물을 함유하는 전지는 과충전에서의 안전성 및 주기적 특성에서 비교예의 전지보다 우수하다는 것이 명백하다.
[표 1]
|
음극/양극 |
유기 화합물(중량%) |
산화 전위 |
전류 단절 기간(분) |
최대 (최고)온도 |
300 주기 후 보유율 |
실시예 1 |
LiCoO2/인공 흑연 |
tert-부틸 벤젠(2) |
4.9 |
25 |
68 |
85.5 |
실시예 2 |
LiCoO2/인공 흑연 |
tert-부틸 벤젠(5) |
4.9 |
23 |
66 |
85.1 |
실시예 3 |
LiCoO2/인공 흑연 |
tert-부틸 벤젠(1)시클로헥실벤젠(1) |
4.94.7 |
18 |
64 |
85.3 |
실시예 4 |
LiCoO2/인공 흑연 |
1-브로모-4-tert-부틸벤젠(2) |
4.9 |
26 |
69 |
85.2 |
비교예 1 |
LiCoO2/인공흑연 |
없음 |
5.4 |
31 |
T.R. |
82.8 |
비교예 2 |
LiCoO2/인공 흑연 |
4-플루오로아니솔(2) |
4.5 |
22 |
118 |
72.6 |
비교예 3 |
LiCoO2/인공 흑연 |
2-클로로-티오펜(2) |
4.4 |
19 |
92 |
73.3 |
비교예 4 |
LiCoO2/인공 흑연 |
비페닐(2) |
4.5 |
18 |
83 |
74.2 |
실시예 5 |
(comp)/인공 흑연 |
tert-부틸벤젠(3) |
4.9 |
24 |
67 |
84.7 |
실시예 6 |
(comp)/인공 흑연 |
tert-부틸벤젠(2)시클로헥실벤젠(1) |
4.94.7 |
19 |
65 |
84.3 |
비교예 5 |
(comp)/인공 흑연 |
없음 |
5.4 |
31 |
T.R. |
80.4 |
실시예 7 |
LiCoO2/인공 흑연 |
tert-펜틸 벤젠(2) |
4.8 |
22 |
66 |
85.3 |
실시예 8 |
LiCoO2/인공 흑연 |
tert-부틸벤젠(2)tert-펜틸벤젠 (2) |
4.94.8 |
20 |
64 |
85.2 |
실시예 9 |
LiCoO2/인공 흑연 |
tert-펜틸벤젠(2)시클로헥실-벤젠(1) |
4.84.7 |
17 |
63 |
84.7 |
실시예 10 |
LiCoO2/인공 흑연 |
tert-부틸벤젠(2)tert-펜틸 벤젠(2)시클로헥실- 벤젠(1) |
4.94.84.7 |
17 |
63 |
84.9 |
참고: (comp)=LiNi0.8Co0.2O2 300 주기 후 보유율 = 300 회의 충방전 주기 과정 후 방전 용량의 보유율 T.R.=열폭주전해질 용액의 조성 (부피%)실시예 1~4, 비교예 1~5, 및 실시예 7~10 : 1M LiPF6 + EC/PC/DEC(30/5/65, 부피비)실시예 5 및 6 : 1M LiPF6 + EC/PC/VC/DEC(30/5/2/63, 부피비) |
본 발명은 상술된 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 개념으로부터 쉽게 도달가능한 다양한 조합이 구현될 수 있다. 특히, 본 발명은 상술된 실시예에 기재된 용매의 조합에 한정되지 않는다. 상술된 실시예는 18650 크기의 원통형 전지에 관한 것이다. 그러나, 본 발명은 프리즘형, 알루미늄 적층형 및 코인형의 전지에 적용가능하다.