KR101082152B1 - 고온 수명 특성을 개선하는 전해액 및 이를 포함하는 리튬이차 전지 - Google Patents

고온 수명 특성을 개선하는 전해액 및 이를 포함하는 리튬이차 전지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (a) 전해질 염; (b) 전해액 용매; 및 (c) 산(H+)과의 화학반응을 통해 물을 제외한 화학 반응 결과물을 생성하는 화합물을 포함하는 전지용 전해액 및 상기 전해액을 구비하는 이차 전지를 제공한다.
본 발명에 따른 이차 전지는 전지 내 존재하여 성능 저하를 초래하는 HX(X=F, Cl, Br, I)와의 화학 반응을 통해 HX(X = F, Cl, Br, I)의 농도를 감소시키는 전해액 첨가제를 사용함으로써, 전지의 고온 보존 특성 및 장수명 특성을 제공할 수 있다.
전해액, 첨가제, 산, 화학 반응, 성능, 리튬 이차 전지

Description

고온 수명 특성을 개선하는 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지{ELECTROLYTE FOR IMPROVING LIFE CHARACTERISTICS AT A HIGH TEMPERATURE AND LITHIUM SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME}
본 발명은 전지 성능 저하를 초래하는 전지 내 강산과 화학 반응을 하여 유기물을 형성하는 전해액 첨가제를 포함하는 전지용 전해액 및 상기 전해액을 구비하여 전지의 장수명 특성, 고온 보존 특성 등의 제반 성능이 향상된 리튬 이차 전지에 관한 것이다.
최근 전자 장비의 소형화 및 경량화가 실현되고 휴대용 전자 기기의 사용이 일반화됨에 따라, 고에너지 밀도를 갖는 리튬 이차 전지에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 리튬 이차 전지는 리튬 이온의 삽입 및 탈리가 가능한 물질을 음극 및 양극으로 사용하고, 상기 양극과 음극 사이에 유기 전해액 또는 폴리머 전해액을 충전시켜 제조하며, 리튬 이온이 상기 양극 및 음극에서 삽입 및 탈리될 때의 산화, 환원 반응에 의하여 전기적 에너지를 생성한다.
리튬 이차 전지에 있어서, 전지의 장수명 특성 및 고온저장 특성은 전지가 갖추어야 할 필수적인 요소이다. 종래 양극활물질을 사용하는 전지에서는 전극 또 는 전해액 속에 존재하는 수분과 리튬염, 예컨대 LiPF6와 반응하여 강산인 HF를 형성하게 되고, 이 HF로 인하여 바람직하지 않은 부반응이 동반되게 된다. 즉, 생성된 HF는 양 전극 물질을 용출(dissolution)시켜 퇴화시킬 뿐만 아니라 양극 표면에 불화리튬(LiF)을 형성함으로써, 결과적으로 전기 저항이 증가되고 가스가 발생되어 전지의 수명을 저하시키는 문제점을 발생시키고 있다. 특히 HF에 의한 전극의 용출 속도는 고온하에서 상승하게 되므로, HF는 고온에서의 전지 사이클 수명 및 보존성에 커다란 문제점을 낳게 된다.
본 발명자들은 전술한 문제점을 해결하기 위해서, 전지의 성능 저하를 유발시키는 HX(X= F, Cl, Br, I)와 화학 반응을 하여 물을 제외한 유기물을 생성하는 전해액 첨가제를 사용하면, HX(X= F, Cl, Br, I), 예컨대 HF에 의한 양(兩) 전극활물질의 퇴화 및 이로 인한 전지 수명 단축을 방지하여 전지의 수명 특성 및 고온 보존 특성을 증대시킨다는 것을 발견하였다.
이에, 본 발명은 상기 전해액 첨가제를 포함하는 전지용 전해액 및 상기 전해액을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 (a) 전해질 염; (b) 전해액 용매; 및 (c) 산(H+)과의 화학반응을 통해 물을 제외한 화학 반응 결과물을 생성하는 화합물을 포함하는 전지용 전해액 및 상기 전해액을 구비하는 이차 전지, 바람직하게는 리튬 이차 전지를 제공한다.
또한, 본 발명은 산(H+)과의 화학반응을 통해 물을 제외한 화학 반응 결과물을 생성하는 화합물을 포함하는 전극을 제공한다.
추가적으로, 본 발명은 HX(X = F, Cl, Br, I)와 화학 반응하여 물을 제외한 화학 반응 결과물을 생성하는 화합물을 함유하는 전지용 HX(X = F, Cl, Br, I) 저감제를 제공한다.
나아가, 본 발명은 전지 내 존재하는 HX(X = F, Cl, Br, I)와 화학 반응을 하여 물을 제외한 화학 반응 결과물을 생성하는 화합물을 전지 내부에 구비함으로써 이차 전지의 수명 특성을 향상시키는 방법을 제공한다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명은 전지 내 존재하여 전해액의 산도(pH) 증가, 전극활물질의 용출(dissolution), 전극의 저항 증가 및 이로 인한 전지의 수명 감소 등을 초래하는 HX (X= F, Cl, Br, I), 예컨대 HF의 농도를 감소시킬 수 있는 화합물을 전해액 첨가제 또는 전극 첨가제로 사용하는 것을 특징으로 한다.
HX(X= F, Cl, Br, I)는 전해질 염으로 사용되는 리튬 함유 불화염, 리튬 함유 염화염 등의 리튬 함유 할로겐화염과 전지 내 존재하는 소량의 수분이 반응하여 생성되는 강산(acid)의 일종으로서, 전지 내 존재시 전술한 바와 같이 바람직하지 못한 부반응을 필수적으로 동반하게 된다.
1) 본 발명에서는 전지 내 존재하는 HX(X= F, Cl)와 자발적인 화학 반응을 수행하는 전해액 첨가제를 사용함으로써, 전지 내 HX의 농도 감소와 더불어 HX(X= F, Cl, Br, I)에 의해 초래되는 전술한 전지의 성능 저하 문제를 근본적으로 해결할 수 있다.
2) 또한, 본 발명에서는 전술한 전해액 첨가제와 HX와의 화학 반응에 의해 생성된 반응 결과물로서 물을 제외한 유기물이 생성됨으로써, 수분이 극소 미량 존재한다고 하더라도 필연적으로 발생하는 전해질 염과 수분과의 반응에 의한 HF 생성 반응 자체를 근본적으로 방지할 뿐만 아니라, 이로 인해 HF 농도 감소를 지속적으로 유지할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명에 따른 전지용 전해액을 구성하는 요소 중 하나는 산(H+)과의 화학반응을 통해 물을 제외한 화학 반응 결과물을 생성하는 화합물이라면 특별한 제한 없이 사용 가능하다. 이때, 산(H+)은 (i) 리튬 함유 할로겐화염으로 구성된 1종 이상의 전해질 염과 (ii) 전지 내 존재하는 수분과의 반응에 의하여 형성된 HX(X = F, Cl, Br, I)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 화합물로는 수계 또는 비수계 용매에 해리 가능한 이온결합성 염(salt) 화합물로서, 산(H+)과 반응하여 물을 생성하는 수산기(OH-)를 제외한 기타 통상적인 음이온(anion)을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 음이온(anion)으로는 특별한 제한이 없으며, 이의 비제한적인 예로는 벤조에이트(benzoate), 프탈레이트(phthalate), 말레이트(malate), 숙시네이트(succinate), 시트레이트(citrate) 또는 이들의 혼합물 등이 있다.
상기 화합물과 HX(X = F, Cl, Br, I)가 자발적으로 수행하는 화학 반응은 특 별한 제한이 없으며, 당 업계에 알려진 통상적인 화학반응을 포함한다. 또한, 화학반응의 생성물 역시 물을 제외한 화합물이라면 특별히 제한되지 않으며, 일례로, 벤조산, 프탈산, 말레산, 숙신산, 시트릭산 등일 수 있다. 전술한 화합물 이외에, 카르본산(RCOOH), 설폰산(RCO3H), 설핀산(RSO2H4), 페놀산(ArOH), 에놀(RCH=C(OH)R1), 티오페놀(ArSH), 이미드(RCONHCOR), 옥심(RCH=NOH), 방향족 설폰 아미드(ArSO2NH2, ARSO2NHR1), 제1급 및 제2급 니트로 화합물(RCH2NO2, RCHNO2) 역시 본 발명의 범주에 속한다.
전술한 전해액 첨가제를 포함하는 전해액은 전지 내 존재하는 (i) HX(X = F, Cl, Br, I)와 전해액 내 포함된 (ii) 산(H+)과의 화학반응을 통해 물을 제외한 화학 반응 결과물을 생성하는 화합물 중 음이온(anion)과의 화학 반응을 통해 HX(X = F, Cl, Br, I)의 농도 감소가 도모될 수 있다. 이와 같이 HX(X = F, Cl, Br, I)의 농도 감소가 도모되는 본 발명의 전해액 내 잔존 HX량은 50ppm 이하인 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 HX가 존재하는 초기 전해액의 산도(pH)는 ~ 4.x(0<x<9) 정도인 반면, HX 농도 감소가 도모된 이후 전해액의 산도(pH)는 5 이상으로 상승하게 된다. 이때 벤조산 등과 같은 생성물은 pH 7.0 이상에서만 H+ 이온을 방출하므로 생성물에 의한 pH 변화 효과는 미미하다고 볼 수 있다.
상기 화합물(c)의 함량은 전지의 제반 성능을 향상시키고자 하는 목표에 따라 조절 가능하나, 전해액 100 중량부 당 0.01 내지 10 중량부 범위가 바람직하다. 0.01 중량부 미만을 사용하는 경우 원하는 장수명 특성 및 고온 저장 특성의 향상 효과가 미미하며, 10 중량부를 초과하는 경우 잉여 화합물의 부반응에 의한 전지의 용량 감소, 전해액의 점도 증가, 이온 전도도 감소로 인한 제반 성능 저하가 발생하게 된다.
상기 화합물이 함께 첨가될 전지용 전해액은 당 업계에 알려진 통상적인 전해액 성분, 예컨대 전해질 염과 유기용매를 포함한다.
사용 가능한 전해질 염은 A+B-와 같은 구조의 염으로서, A+는 Li+, Na+, K+와 같은 알칼리 금속 양이온 또는 이들의 조합으로 이루어진 이온을 포함하고 B-는 PF6 -, BF4 -, Cl-, Br-, I-, ClO4 -, AsF6 -, CH3CO2 -, CF3SO3 -, N(CF3SO2)2 -, C(CF2SO2)3 -와 같은 음이온 또는 이들의 조합으로 이루어진 이온을 포함하는 염이다. 특히, 리튬염이 바람직하다.
유기 용매는 당 업계에 알려진 통상적인 용매, 예컨대 환형 카보네이트 및/또는 선형 카보네이트가 사용 가능하며, 이의 비제한적인 예로는 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸렌 카보네이트(EC), 디에틸카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트(DMC), 디프로필카보네이트(DPC), 디메틸설폭사이드, 아세토니트릴, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 테트라하이드로퓨란, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 에틸메틸카보네이트(EMC), 감마 부티로락톤(GBL), 플루오르에틸렌 카보네이트(FEC), 포름산 메틸, 포름산 에틸, 포름산 프로필, 초산 메틸, 초산 에틸, 초산 프로필, 초산 펜틸, 프 로피온산 메틸, 프로피온산 에틸, 프로피온산 에틸, 프로피온산 부틸 또는 이들의 혼합물 등이 있다. 또한, 상기 유기 용매의 할로겐 유도체도 사용 가능하다.
또한, 본 발명은 산(H+)과의 화학반응을 통해 물을 제외한 화학 반응 결과물을 생성하는 화합물을 포함하는 전극을 제공한다.
상기 전극은 전술한 화합물을 전극활물질 표면에 코팅하거나, 또는 전극 재료로 병용하여 이루어질 수 있으며, 그외 기제조된 전극 표면에 코팅하여 이루어질 수도 있다. 기타 전술한 전해액을 사용하여 충방전을 진행함으로써 전극활물질 표면에 형성될 수도 있다.
이와 같이, 상기 산(H+)과의 화학반응을 통해 물을 제외한 화학 반응 결과물을 생성하는 화합물이 전극활물질 표면의 일부 또는 전부에 형성된 전극 또는 기제조된 전극 표면의 일부 또는 전부에 형성된 전극을 구비하는 리튬 이차 전지는 HX(X=F, Cl, Br, I)에 의한 전극활물질의 용출(dissolution) 및 이로 인한 전극활물질의 퇴화를 방지할 뿐만 아니라, 결과적으로 전극의 전기 저항 증가와 가스 발생이 방지되어 전지의 수명 특성을 향상시킬 수 있다. 특히, HF에 의한 전극의 용출 속도는 고온하에서 상승하게 되므로, 고온에서의 전지 사이클 수명 및 보존성에 커다란 문제점을 발생하는 것에 비해, 본 발명에서는 HF의 농도 감소로 인해 전술한 문제점이 근본적으로 해결됨으로써 고온 보존 특성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
본 발명에 따라 전극을 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않으나, 일 실시예 로서 당업계에 알려진 통상적인 방법 즉, 양극활물질 또는 음극활물질을 포함하는 전극 슬러리를 전류 집전체 상에 도포 및 건조하여 제조된다. 이때 선택적으로 도전제 및/또는 바인더를 소량 첨가할 수 있다.
양극활물질은 종래 이차 전지의 양극에 사용될 수 있는 통상적인 양극활물질이 사용 가능하며, 이의 비제한적인 예로는 LiMxOy(M = Co, Ni, Mn, CoaNibMnc)와 같은 리튬 전이금속 복합산화물(예를 들면, LiMn2O4 등의 리튬 망간 복합산화물, LiNiO2 등의 리튬 니켈 산화물, LiCoO2 등의 리튬 코발트 산화물 및 이들 산화물의 망간, 니켈, 코발트의 일부를 다른 전이금속 등으로 치환한 것 또는 리튬을 함유한 산화바나듐 등) 또는 칼코겐 화합물(예를 들면, 이산화망간, 이황화티탄, 이황화몰리브덴 등) 등이 있다. 바람직하게는 LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, Li(NiaCobMnc)O2(0＜a＜1, 0＜b＜1, 0＜c＜1, a+b+c=1), LiNi1-YCoYO2, LiCo1-YMnYO2, LiNi1-YMnYO2 (여기에서, 0≤Y＜1), Li(NiaCobMnc)O4(0＜a＜2, 0＜b＜2, 0＜c＜2, a+b+c=2), LiMn2-zNizO4, LiMn2-zCozO4(여기에서, 0＜Z＜2), LiCoPO4, LiFePO4 또는 이들의 혼합물 등이 있다. 특히, HX(X= F, Cl, Br, I)에 의한 전극활물질의 용출(dissolution) 현상은 스피넬 구조의 리튬 망간 계열 양극활물질에서 커다란 문제점을 발생시키는 것에 비해, 본 발명에서는 망간계 양극활물질의 수명 특성 개선을 통해 리튬 망간계 복합산화물을 제한 없이 사용할 수 있다는 장점이 있다.
음극활물질은 종래 이차 전지의 음극에 사용될 수 있는 통상적인 음극활물질 이 사용 가능하며, 이의 비제한적인 예로는 리튬 금속 또는 리튬 합금, 탄소, 석유코크(petroleum coke), 활성화 탄소(activated carbon), 그래파이트(graphite) 또는 기타 탄소류 등의 리튬 흡착물질 등이 있다. 양극 전류집전체의 비제한적인 예로는 알루미늄, 니켈 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 있으며, 음극 전류집전체의 비제한적인 예로는 구리, 금, 니켈 또는 구리 합금 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 있다.
바인더로는 통상적인 결합제를 사용할 수 있으며, 이의 비제한적인 예로는 PVDF(polyvinylidene fluoride) 또는 SBR(styrene butadiene rubber) 등이 있다.
본 발명은 양극, 음극, 분리막 및 전해액을 포함하는 이차 전지에 있어서, 상기 전해액이 전술한 전해액 첨가제가 포함된 전해액이거나(이고); 상기 양극, 음극 또는 양(兩) 전극은 산(H+)과의 화학반응을 통해 물을 제외한 화학 반응 결과물을 생성하는 화합물이 포함된 전극활물질을 포함하는 전극인 것이 특징인 이차 전지를 제공한다.
상기 이차 전지로는 리튬 이차 전지가 바람직하며, 이의 비제한적인 예로는 리튬 금속 이차 전지, 리튬 이온 이차 전지, 리튬 폴리머 이차 전지 또는 리튬 이온 폴리머 이차 전지 등이 있다.
본 발명의 이차 전지는 당 기술 분야에 알려져 있는 통상적인 방법으로 양극과 음극 사이에 다공성의 분리막을 넣고 상기 전해액을 투입하여 제조될 수 있다.
본 발명에서 사용될 수 있는 분리막은 특별한 제한이 없으나, 다공성 분리막 이 사용 가능하며, 예를 들면 폴리프로필렌계, 폴리에틸렌계, 폴리올레핀계 다공성 분리막 등이 있다. 또는 무기물 입자가 도입된 다공성 분리막도 사용 가능하다.
상기의 방법으로 제작된 이차 전지의 외형은 제한이 없으나, 캔을 사용한 원통형, 각형, 파우치(pouch)형 또는 코인(coin)형 등이 될 수 있다.
추가적으로, 본 발명은 HX(X = F, Cl, Br, I)와 화학 반응하여 물을 제외한 화학 반응 결과물을 생성하는 화합물을 함유하는 전지용 HX(X = F, Cl, Br, I) 저감제를 제공한다.
나아가, 본 발명은 전지 내 존재하는 HX(X = F, Cl, Br, I)와 화학 반응을 하여 물을 제외한 화학 반응 결과물을 생성하는 화합물을 전지 내부에 구비함으로써 이차 전지의 수명 특성을 향상시키는 방법을 제공한다.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 이들에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
1-1. 전해액 제조
전해액으로는 1M LiPF6에 EC/EMC/DEC (1:2:1 부피비)계 용액을 사용하였고, 상기 전해액에 암모늄 벤조에이트 1 중량부 및 비닐렌 카보네이트 2 중량부를 첨가하였다.
1-2. 리튬 이차 전지 제조
(양극 제조)
양극활물질로 LiMn2O4를 사용하였고, 도전제와 결합제를 NMP (N-methyl-2-pyrrolidone)에 첨가하여 양극 슬러리를 제조한 후, 이를 알루미늄(Al) 집전체 상에 코팅하여 양극을 제조하였다.
(음극 제조)
음극활물질로는 인조흑연과 비정질 흑연 (하드카본)을 섞어서 사용하였으며, 결합제를 NMP에 첨가하여 음극 슬러리를 제조한 후, 구리(Cu) 집전체 상에 코팅하여 음극을 제조하였다.
(전지 제조)
제조된 양극과 음극 사이에 폴리올레핀 계열 분리막을 개재시킨 후 전술한 전해액 첨가제가 첨가된 전해액을 주입하여 전지를 제작하였다.
비교예 1
전해액에 전해액 첨가제를 사용하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 리튬 이차 전지를 제조하였다.
실험예 1. 전해액의 HF 농도 비교 평가
본 발명에 따라 전해액 첨가제를 포함하는 전해액에서 HF 농도 증가량을 평가하기 위하여, 하기와 같은 실험을 실시하였다.
암모늄 벤조에이트가 첨가된 실시예 1의 전해액을 사용하였으며, 이의 대조군으로 전해액 첨가제가 사용되지 않은 전해액을 사용하였다. 상기 전해액의 초기 산도(pH)를 각각 측정한 후 상온에서 1달 동안 공기중에서 노출시킨 후 변화된 산도(pH)를 재측정하였다.
실험 결과, 본 발명의 전해액은 전해액 첨가제가 사용되지 비교예 1의 전해액에비해 초기 산도(pH) 뿐만 아니라 상온 보존된 전해액 내 HF 증가량 면에서 월등히 우수한 HF 농도 감소 효과가 있음을 보여주었다(표 1 참조). 이는 전해액에 포함된 전해액 첨가제, 예컨대 암모늄 벤조에이트와 HF와의 화학반응을 통해 전지 내 HF의 농도 감소가 유의적으로 이루어질 뿐만 아니라, 이러한 효과는 지속적으로 유지 가능하다는 것을 입증하는 것이다.
실시예 1 비교예 1
초기 잔존 HF량 (ppm) 20~30 ppm
1달 후 초기 산도(pH) 5.18 3.33
잔존 HF량 (ppm) 23.5944 2001.8256
실험예 2. 리튬 이차 전지의 성능 평가
본 발명에 따라 전해액 첨가제를 포함하는 리튬 이차 전지의 고온 성능을 평가하기 위하여, 하기와 같은 실험을 실시하였다.
암모늄 벤조에이트가 전해액에 첨가하여 제조된 실시예 1의 리튬 이차 전지를 사용하였으며, 상기 전해액 첨가제가 사용되지 않은 전해액을 사용한 비교예 1의 전지를 대조군으로 사용하였다.
각 전지들을 0.5C의 전류로 4.2 내지 3V 구간에서 충전을 하여 초기 용량을 측정한 후 60℃의 온도에서 2주간 저장한 후 0.5C의 전류로 4.2 내지 3V 구간에서 충방전을 반복 실시하여 전지의 파워 보존율을 측정하였다.
실험 결과, 전해액 첨가제를 사용한 실시예 1의 전지는 통상적인 전해액을 구비하는 비교예 1의 전지에 비해 고온 저장 후 전지의 파워 보존율이 월등히 높다는 것을 확인할 수 있었다(표 2 참조). 이는 전해액 첨가제인 암모늄 벤조에이트로 인해 전지 내 HF의 농도가 감소됨으로써 전극활물질의 용출 방지, 전극의 저항 감소 및 이로 인한 전지의 수명 특성이 향상되었음을 나타내는 것이다.
실시예 1 비교예 1
방전 파워 보존율(%) 95.4 92.4
실험예 3. 리튬 이차 전지의 장기 보존 특성 평가
본 발명에 따라 전해액 첨가제를 포함하는 리튬 이차 전지의 고온 성능을 평가하기 위하여, 하기와 같은 실험을 실시하였다.
각 전지들을 0.5C의 전류로 4.2 내지 3V 구간에서 충전을 하여 초기 용량을 측정한 후 4주 동안 저장한 후 0.5C의 전류로 4.2 내지 3V 구간에서 충방전을 반복 실시하여 전지의 장기 보존 특성을 측정하였다.
전술한 실험예들과 마찬가지로, 전해액 첨가제를 사용한 실시예 1의 전지는 통상적인 전해액을 구비하는 비교예 1의 전지에 비해 장기 보존 특성이 우수하다는 것을 확인할 수 있었다(표 3 참조).
전해액 내 암모늄 벤조에이트 함량 4주 후 전지 보존 특성 (%)
0.02 중량% 96.87
0.1 중량% 97.42
과량 용해 후 필터링 (~ 0.05 중량%) 97.5
X 94.35
본 발명에 따른 리튬 이차 전지는 HX(X=F, Cl, Br, I)와의 화학 반응을 통해 HX의 농도를 감소시키는 전해액 첨가제를 사용함으로써 전지의 장수명 특성 및 고온 보존 특성 향상을 제공할 수 있다.

Claims (16)

  1. (a) 전해질 염;
    (b) 전해액 용매; 및
    (c) 산(H+)과의 화학반응을 통해 비수계 화학 반응 결과물을 생성하는 화합물
    을 포함하는 전지용 전해액으로서, 상기 화합물(c)은 벤조에이트(benzoate), 프탈레이트(phthalate), 말레이트(malate), 숙시네이트(succinate) 및 시트레이트(citrate)로 구성된 군으로부터 선택되는 음이온을 포함하는 이온결합성 염(salt) 화합물인 것이 특징인 전지용 전해액.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 산은 (i) 리튬 함유 할로겐화염을 포함하는 전해질 염과 (ii) 전지 내 존재하는 수분과의 반응에 의하여 형성된 HX(X = F, Cl, Br, I)인 것이 특징인 전지용 전해액.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서, 상기 전해액은 (i) 전지 내 존재하는 HX(X = F, Cl, Br, I)와 (ii) 전해액 내 포함된 산(H+)과의 화학반응을 통해 비수계 화학 반응 결과물을 생성하는 화합물 중 음이온(anion)과의 화학 반응을 통해 HX (X = F, Cl, Br, I) 농도가 감소되는 것이 특징인 전지용 전해액.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 전해액의 산도(pH)는 2 내지 6 범위인 전지용 전해액.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 화합물(c)의 함량은 전해액 100 중량부 당 0.01 내지 10 중량부 범위인 전지용 전해액.
  9. 산(H+)과의 화학반응을 통해 비수계 화학 반응 결과물을 생성하는 화합물을 포함하는 전지용 전극으로서, 상기 화합물은 벤조에이트(benzoate), 프탈레이트(phthalate), 말레이트(malate), 숙시네이트(succinate) 및 시트레이트(citrate)로 구성된 군으로부터 선택되는 음이온을 포함하는 이온결합성 염(salt) 화합물인 것이 특징인 전지용 전극.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 전극은 산(H+)과의 화학반응을 통해 비수계 화학 반응 결과물을 생성하는 화합물을 전극 재료의 구성 성분으로 사용하거나 또는 기제조된 전극의 코팅 성분으로 사용하여 제조된 것이 특징인 전지용 전극.
  11. 양극, 음극, 전해액 및 분리막을 포함하는 이차 전지에 있어서, 상기 이차 전지는 제1항의 전해액; 제9항의 전극; 또는 이들 모두를 구비하는 것이 특징인 이차 전지.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 양극은 스피넬(spinel) 구조의 리튬 함유 망간계 산화물을 양극활물질로 포함하는 이차 전지.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 이차 전지는 전지 내 존재하는 HX(X = F, Cl, Br, I)의 농도 감소를 통해 양극활물질의 용출(dissolution)이 방지되는 것이 특징인 전지.
  14. 제 11항에 있어서, 상기 이차 전지는 리튬 이차 전지인 이차 전지.
  15. 삭제
  16. 삭제
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