KR100977974B1 - 공융혼합물을 포함하는 전해질 및 이를 이용하는 이차 전지 - Google Patents
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Abstract
Description
상기 음극은 리튬 대비 환원 전위가 0 내지 1V이고,
상기 전해질은 (a) 질소(N) 위치에 전자 주게 치환기(EDG)가 하나 이상 도입된 아미드기 함유 화합물 및 (b) 이온화 가능한 리튬염(salt)으로 구성된 공융혼합물(eutectic mixture)을 포함하며, 상기 공융혼합물은 상기 전자 주게 치환기(EDG) 도입에 의해 자체 환원 전위가 감소되고, 상기 (a) 아미드기 함유 화합물은 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 표현되는 화합물인 것이 특징인 이차전지를 제공한다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, R2 및 R3 중 어느 하나 이상은 전자 주게 치환기(EDG)이고, 나머지는 수소 또는 할로겐이며; X는 수소, 탄소, 규소, 산소, 질소, 인, 및 황 중에서 선택되며, 이때 i) X=H인 경우 m=0, ii) X=O 또는 S인 경우 m=1, iii) X=N 또는 P인 경우 m=2,iv) X=C 또는 Si인 경우 m=3 이고, 그 때의 R1은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 탄소수 1~20의 알킬기, 알킬아민기, 알케닐기, 및 아릴기 중에서 선택되며;
[화학식 2]
상기 화학식 2에서, R5는 전자 주게 치환기(EDG)이고; X는 탄소, 규소, 산소, 질소, 인 및 황 중에서 선택되며, 이때 i) X=O, S인 경우 m=0, ii) X=P인 경우 m=1, iii) X=C 또는 Si인 경우 m=2 이고, 그 때의 R4는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 탄소수 1~20의 알킬기, 알킬아민기, 알케닐기, 및 아릴기 중에서 선택되며; n은 1 내지 10의 정수이다.
Claims (18)
- 양극, 음극, 분리막, 및 전해질을 포함하는 이차전지로서,상기 음극은 리튬 대비 환원 전위가 0 내지 1V이고,상기 전해질은 (a) 질소(N) 위치에 전자 주게 치환기(EDG)가 하나 이상 도입된 아미드기 함유 화합물 및 (b) 이온화 가능한 리튬염(salt)으로 구성된 공융혼합물(eutectic mixture)을 포함하며, 상기 공융혼합물은 상기 전자 주게 치환기(EDG) 도입에 의해 자체 환원 전위가 감소되고, 상기 (a) 아미드기 함유 화합물은 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 표현되는 화합물인 것이 특징인 이차전지:[화학식 1]상기 화학식 1에서, R2 및 R3 중 어느 하나 이상은 전자 주게 치환기(EDG)이고, 나머지는 수소 또는 할로겐이며; X는 수소, 탄소, 규소, 산소, 질소, 인, 및 황 중에서 선택되며, 이때 i) X=H인 경우 m=0, ii) X=O 또는 S인 경우 m=1, iii) X=N 또는 P인 경우 m=2,iv) X=C 또는 Si인 경우 m=3 이고, 그 때의 R1은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 탄소수 1~20의 알킬기, 알킬아민기, 알케닐기, 및 아릴기 중에서 선택되며;[화학식 2]상기 화학식 2에서, R5는 전자 주게 치환기(EDG)이고; X는 탄소, 규소, 산소, 질소, 인 및 황 중에서 선택되며, 이때 i) X=O, S인 경우 m=0, ii) X=P인 경우 m=1, iii) X=C 또는 Si인 경우 m=2 이고, 그 때의 R4는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 탄소수 1~20의 알킬기, 알킬아민기, 알케닐기, 및 아릴기 중에서 선택되며; n은 1 내지 10의 정수이다.
- 삭제
- 제 1항에 있어서, 상기 전자 주게 치환기는 하멧치환상수(σp)가 0 미만인 것이 특징인 이차전지.
- 삭제
- 제 1항에 있어서, 상기 아미드기 함유 화합물은 N-에틸아세트아미드, N-메틸우레아, N,N'-디메틸우레아, 에틸 N-메틸카바메이트, 에틸 N-에틸카바메이트, 에틸 N,N-디메틸카바메이트, 메틸 N-메틸카베이트, 메틸 N,N-디메틸카바메이트, N-메틸카프로락탐, 페닐 N,N-디메틸카바메이트, 메틸 N-부틸카바메이트, 메틸 N-페닐카바메이트, 메틸 N-에틸카바메이트 및 N-에틸-N-페닐에틸카바메이트로 구성된 군으로부터 선택된 것이 특징인 이차전지.
- 제 1항에 있어서, 상기 (b) 리튬염의 음이온은 F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, N(CN)2 -, BF4 -, ClO4 -, PF6 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, CF3SO3 -, CF3CF2SO3 -, (CF3SO2)2N-, (FSO2)2N-, CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3CO2 -, CH3CO2 -, SCN- 및 (CF3CF2SO2)2N-로 구성된 군으로부터 선택된 것이 특징인 이차전지.
- 제 1항에 있어서, 상기 전해질은(c) 상기 공융혼합물보다 높은 전위(Li/Li+)에서 환원되어 부동화 막을 형성할 수 있는 제 1 화합물,(d) 양극 전위보다 높은 산화 전위를 가져 과충전 전류를 소모하는 제 2 화합물,또는 이들 모두를 추가로 포함하는 것이 특징인 이차전지.
- 제 1항에 있어서, 상기 전해질은 액체 형태인 것이 특징인 이차전지.
- 제 1항에 있어서, 상기 전해질은 젤 폴리머 형태인 것이 특징인 이차전지.
- 제 9항에 있어서, 상기 전해질은 (i) 공융혼합물; 및 (ii) 중합반응에 의해 젤 폴리머를 형성할 수 있는 단량체(monomer);를 함유하는 전해질 전구체 액을 중합시켜 제조된 것이 특징인 이차전지.
- 제 9항에 있어서, 상기 전해질은 폴리머 또는 젤 폴리머에 공융혼합물을 함침시켜 제조된 것이 특징인 이차전지.
- 제 9항에 있어서, 상기 전해질은 폴리머와 공융혼합물을 용매에 용해시킨 후, 용매를 제거하여 제조된 것이 특징인 이차전지.
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서, 상기 음극은 탄소재, 금속, 금속 산화물, 준금속, 및 준금속 함유 합금으로 이루어진 군에서 선택된 것이 특징인 이차 전지.
- 제 1항에 있어서, 충방전 전압이 4.35 V 범위까지인 것이 특징인 이차 전지.
- 삭제
- 삭제
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