KR101565533B1 - Non-aqueous electrolyte solution for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리튬 이차전지용 비수 전해액 및 이를 구비한 리튬 이차전지에 관한 것이다. 본 발명의 리튬 이차전지용 비수 전해액은, 이온화 가능한 리튬염; 유기 용매; 및 특정 구조의 페닐벤조 니트릴 화합물을 포함한다. 본 발명의 비수 전해액을 구비한 리튬 이차전지는 안전성이 향상되면서 동시에 사이클 수명과 고온 저장 특성이 개선되며, 특히 고전압 전지에서 유용하게 사용될 수 있다.The present invention relates to a nonaqueous electrolyte for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery having the same. The non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery of the present invention comprises an ionizable lithium salt; Organic solvent; And phenylbenzonitrile compounds of particular structure. The lithium secondary battery having the non-aqueous electrolyte of the present invention improves the safety and the cycle life and the high-temperature storage characteristics, and is particularly useful in a high-voltage battery.

Description

리튬 이차전지용 비수 전해액 및 이를 구비한 리튬 이차전지{NON-AQUEOUS ELECTROLYTE SOLUTION FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY AND LITHIUM SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-aqueous electrolyte for a lithium secondary battery, and a lithium secondary battery having the same. 2. Description of the Related Art Non-aqueous electrolytes for lithium secondary batteries,

본 발명은 리튬 이차전지용 비수 전해액 및 이를 구비한 리튬 이차전지에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 페닐벤조 니트릴계 첨가제를 함유하여 안전성, 사이클 수명 및 고온 저장 특성이 개선된 리튬 이차전지용 비수 전해액 및 이를 구비한 리튬 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a nonaqueous electrolyte for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery having the same. More particularly, the present invention relates to a nonaqueous electrolyte for a lithium secondary battery containing a phenylbenzonitrile-based additive and having improved safety, cycle life and high-temperature storage characteristics, and a lithium secondary battery having the same.

최근 에너지 저장 기술에 대한 관심이 갈수록 높아지고 있다. 휴대폰, 캠코더 및 노트북 PC, 나아가서는 전기 자동차의 에너지까지 적용 분야가 확대되면서, 이러한 전자 기기의 전원으로 사용되는 전지의 고에너지 밀도화에 대한 요구가 높아지고 있다. 리튬 이차전지는 이러한 요구를 가장 잘 충족시킬 수 있는 전지로서, 현재 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. Recently, interest in energy storage technology is increasing. As the application fields of cell phones, camcorders, notebook PCs, and electric vehicles further expand, there is a growing demand for higher energy density of batteries used as power sources for such electronic devices. Lithium secondary batteries are the ones that can best meet these demands, and researches on them are actively under way.

현재 적용되고 있는 이차전지 중에서 1990년대 초에 개발된 리튬 이차전지는 리튬이온을 흡장 및 방출할 수 있는 탄소재 등의 음극, 리튬 함유 산화물 등으로 된 양극 및 혼합 유기용매에 리튬염이 적당량 용해된 비수 전해액으로 구성되어 있다.Among the currently applied secondary batteries, the lithium secondary batteries developed in the early 1990s include a cathode made of a carbon material capable of absorbing and desorbing lithium ions, a cathode made of a lithium-containing oxide, and a mixed organic solvent, And a non-aqueous electrolytic solution.

최근 리튬 이차전지의 사용이 확대되면서 고온 이나 저온 환경 등 보다 가혹한 환경에서도 우수한 성능을 유지할 수 있고 고전압으로도 안전하게 충전이 가능한 리튬 이차전지에 대한 수요가 점차 늘어나고 있다.Recently, as the use of lithium secondary batteries has expanded, demand for lithium secondary batteries capable of maintaining excellent performance even in harsh environments such as high temperature and low temperature environment and capable of being safely charged even at a high voltage is increasing.

그런데, 리튬 이차전지의 양극 활물질로서 사용되는 리튬 전이금속 산화물 또는 복합 산화물은 리튬 이온의 흡장 및 방출에 의해 구조적 안전성과 용량이 정해지는데, 이들의 용량은 충전 전위가 상승할수록 증가하나 이에 따라 활물질을 이루는 전이금속 등의 방출도 가속화되어 구조적 불안정이 야기될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 리튬 이차전지의 응용 범위가 확대되면서 고온 이나 저온 환경, 고전압 충전 등 보다 가혹한 환경에서도 리튬 이차전지를 사용해야 하는 요구가 늘어나고 있는 실정이다.However, the structural stability and the capacity of the lithium transition metal oxide or composite oxide used as the cathode active material of the lithium secondary battery are determined by the occlusion and release of lithium ions. The capacity of the lithium transition metal oxide or complex oxide increases as the charge potential increases. The emission of the transition metal and the like is also accelerated and structural instability may be caused. Nevertheless, as the application range of lithium secondary batteries has expanded, there is a growing demand for lithium secondary batteries to be used even in harsh environments such as high temperature, low temperature environment, and high voltage charging.

현재 비수 전해액에 널리 사용되는 유기 용매로는 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 디메톡시에탄, 감마부티로락톤, N,N-디메틸포름아미드, 테트라하이드로푸란 또는 아세트니트릴 등이 있는데, 이러한 유기 용매는 일반적으로 고온에서 장시간 보관할 경우 전해액의 산화로 인한 기체 발생 등으로 전지의 안정된 구조를 변형시키거나 과충전에 의한 내부 발열 시 전지가 발화, 폭발되는 문제를 야기할 수 있다.Currently, organic solvents widely used in non-aqueous electrolytic solutions include ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethoxyethane, gamma butyrolactone, N, N-dimethylformamide, tetrahydrofuran or acetonitrile. When stored at a high temperature for a long time, the stable structure of the battery may be deformed due to the generation of gas due to the oxidation of the electrolyte, or the battery may be ignited or exploded during internal heating due to overcharging.

예를 들어 과충전시 전압이 높아지면서 양극에서 과도한 리튬 이온의 방출에 따라 불안정한 양극 상태가 되고 이 상태의 양극과 전해액과의 산화 발열 반응으로 인해 전해액의 분해가 일어나게 된다. 음극에서는 리튬 석출이 생겨 전해액과의 반응이 증가된다. 이러한 반응들은 발열반응으로 결과적으로 전지의 온도가 급격히 올라가게 되어 발화 폭발까지도 일어나게 하는 원인이 된다.For example, as the voltage increases during overcharging, the electrolyte becomes unstable due to excessive lithium ion emission from the anode, and the electrolyte decomposes due to the oxidative exothermic reaction between the anode and the electrolyte in this state. In the cathode, lithium precipitation occurs and the reaction with the electrolyte increases. These reactions cause an exothermic reaction which results in a sudden increase in the temperature of the battery, which may cause ignition and explosion.

과충전 안전성을 개선하기 위해서, 일본공개특허 평9-106835는 전기화학적 중합이 가능한 비페닐을 사용하고 있다. 하지만, 비페닐은 극성인 전해액에 대하여 용해성이 낮고 4.2V의 전압 상한까지 충방전이 계속되는 경우나 약 50℃ 이상의 고온에서 보관 시에도 중합반응이 일어나 전지 성능이 저하되거나 전지 저항이 커지는 문제점이 있다.In order to improve the overcharge safety, JP-A-9-106835 uses biphenyl which is capable of electrochemical polymerization. However, biphenyl has a low solubility with respect to a polar electrolyte and has a problem that the polymerization reaction occurs even when charging / discharging is continued up to the upper limit of the voltage of 4.2 V or when the battery is stored at a high temperature of about 50 캜 or more, .

따라서 본 발명이 해결하려는 과제는, 전해액의 과충전 안전성을 개선할 뿐만 아니라, 고온에서의 사이클 특성 및 고온 저장 성능도 함게 개선할 수 있는 리튬 이차전지용 비수 전해액 및 이를 구비한 리튬 이차전지를 제공하는데 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a nonaqueous electrolyte for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery having the same, which can improve not only the overcharge safety of the electrolyte, but also the cycle characteristics at a high temperature and the high temperature storage performance .

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 리튬 이차전지용 비수 전해액은, 이온화 가능한 리튬염; 유기 용매; 및 하기 화학식 1로 표시되는 페닐벤조 니트릴 화합물을 포함한다:In order to solve the above problems, the non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery of the present invention comprises an ionizable lithium salt; Organic solvent; And a phenylbenzonitrile compound represented by the following formula (1): < EMI ID =

Figure 112011042118316-pat00001
Figure 112011042118316-pat00001

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10 중 적어도 하나는 니트릴기이며, 나머지는 수소, 할로겐 또는 탄소수 1 내지 3인 알킬기이고, R3 및 R8 중 적어도 하나는 수소이거나 탄소수 1 내지 3인 알킬기이다.At least one of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 and R 10 is a nitrile group and the rest is an alkyl group having 1 to 3 hydrogen, , At least one of R 3 and R 8 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.

본 발명의 비수 전해액에 있어서, 상기 페닐벤조 니트릴 화합물은 4-비페닐카르보니트릴, 4-시아노-4'-메틸비페닐, 3-시아노비페닐, 2-시아노비페닐 등을 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 페닐벤조 니트릴 화합물은 비수 전해액 100 중량부 대비 0.5 내지 5 중량부로 포함될 수 있다.In the nonaqueous electrolyte solution of the present invention, the phenylbenzonitrile compound may be used alone or in combination of two or more of 4-biphenylcarbonitrile, 4-cyano-4'-methylbiphenyl, 3-cyanobiphenyl, But they are not limited thereto. The phenylbenzonitrile compound may be contained in an amount of 0.5 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the non-aqueous electrolyte.

본 발명의 비수 전해액에 있어서, 상기 리튬염의 음이온은, F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, N(CN)2 -, BF4 -, ClO4 -, AlO4 -, AlCl4 -, PF6 -, SbF6 -, AsF6 -, BF2C2O4 -, BC4O8 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, CF3SO3 -, C4F9SO3 -, CF3CF2SO3 -, (CF3SO2)2N-, (FSO2)2N- , CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3CO2 -, CH3CO2 -, SCN-, (CF3CF2SO2)2N- 등을 예시할 수 있다.In the non-aqueous liquid electrolyte of the present invention, the lithium salt anion, F -, Cl -, Br -, I -, NO 3 -, N (CN) 2 -, BF 4 -, ClO 4 -, AlO 4 -, AlCl 4 -, PF 6 -, SbF 6 -, AsF 6 -, BF 2 C 2 O 4 -, BC 4 O 8 -, (CF 3) 2 PF 4 -, (CF 3) 3 PF 3 -, (CF 3 ) 4 PF 2 -, (CF 3) 5 PF -, (CF 3) 6 P -, CF 3 SO 3 -, C 4 F 9 SO 3 -, CF 3 CF 2 SO 3 -, (CF 3 SO 2) 2 N -, (FSO 2) 2 N -, CF 3 CF 2 (CF 3) 2 CO -, (CF 3 SO 2) 2 CH -, (SF 5) 3 C -, (CF 3 SO 2) 3 C -, CF 3 (CF 2) 7 SO 3 -, CF 3 CO 2 -, CH 3 CO 2 -, SCN - , (CF 3 CF 2 SO 2 ) 2 N - and the like.

본 발명의 비수 전해액에 있어서, 상기 유기용매는 에테르, 에스테르, 아미드, 선형 카보네이트, 환형 카보네이트 등을 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.In the nonaqueous electrolyte solution of the present invention, the organic solvent may be used alone or in combination of two or more kinds of ether, ester, amide, linear carbonate and cyclic carbonate.

본 발명의 비수 전해액은, 본 발명에 따른 페닐벤조 니트릴 화합물이 양극 표면에서 도전성 피막을 형성함으로써, 전해액의 분해 반응을 억제하여 과충전시 전지의 안전성을 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라 사이클 특성을 우수하게 유지하면서 고온 저장 시 가스 발생에 의한 전지 성능 저하도 억제하는 효과가 우수하다.In the nonaqueous electrolyte according to the present invention, the phenylbenzonitrile compound according to the present invention forms a conductive film on the surface of the anode, thereby suppressing the decomposition reaction of the electrolytic solution, thereby improving the safety of the battery during overcharging. In addition, it has excellent effect of suppressing deterioration of cell performance due to generation of gas upon storage at a high temperature while maintaining excellent cycle characteristics.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안된다.
도 1은 본 발명의 실시예1의 전지에 대해 전해액의 반응 개시 전압을 측정한 LSV(Linear Sweep Voltammetry) 그래프이다.
도 2는 본 발명의 비교예1의 전지에 대해 전해액의 반응 개시 전압을 측정한 LSV(Linear Sweep Voltammetry) 그래프이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate exemplary embodiments of the invention and, together with the description of the invention, It should not be construed as limited.
FIG. 1 is a graph of an LSV (Linear Sweep Voltammetry) obtained by measuring a reaction initiation voltage of an electrolyte with respect to the battery of Example 1 of the present invention. FIG.
2 is a graph of LSV (Linear Sweep Voltammetry) obtained by measuring a reaction initiation voltage of an electrolyte for the battery of Comparative Example 1 of the present invention.

이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

전술한 바와 같이, 전지에 과충전이 발생하게 되면 양극에서 리튬이온이 과량으로 방출되고 그에 따라 양극 활물질은 그 구조가 더욱 불안정하게 되고 불안정한 구조의 양극 활물질로부터 산소가 방출되고 이 산소에 의해 전해액의 발열 분해 반응이 진행된다. 또한, 고온 조건에서는 양극에서의 금속 이온 용출이 증가하는데 이러한 금속 이온이 음극에 석출되면서 전지 성능 저하 문제를 더욱 촉진하게 된다.As described above, when the battery is overcharged, lithium ions are excessively discharged from the anode, and the structure of the cathode active material becomes more unstable. Oxygen is released from the cathode active material with unstable structure, Decomposition reaction proceeds. In addition, at high temperature conditions, the dissolution of metal ions in the positive electrode is increased, and such metal ions are precipitated on the negative electrode, thereby further promoting the problem of deterioration of battery performance.

이에 본 발명은, 이온화 가능한 리튬염; 유기 용매; 및 하기 화학식 1로 표시되는 페닐벤조 니트릴 화합물을 포함하는 리튬 이차전지용 비수 전해액을 제공하여 상기 문제점을 해결한다.Accordingly, the present invention relates to an ionizable lithium salt; Organic solvent; And a phenylbenzonitrile compound represented by the following general formula (1), to solve the above problems.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112011042118316-pat00002
Figure 112011042118316-pat00002

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10 중 적어도 하나는 니트릴기이며, 나머지는 수소, 할로겐 또는 탄소수 1 내지 3인 알킬기이고, R3 및 R8 중 적어도 하나는 수소이거나 탄소수 1 내지 3인 알킬기이다.At least one of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 and R 10 is a nitrile group and the rest is an alkyl group having 1 to 3 hydrogen, , At least one of R 3 and R 8 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.

본 발명에 따른 페닐벤조 니트릴 화합물은 충방전 과정에서 어떠한 소정 전압에 이르면 양극 표면에서 중합반응을 하여 도전성 피막을 형성하는 것으로 판단된다. 이러한 도전성 피막은 양극활물질로부터 용출되는 금속 이온의 분산을 방지하며, 양극과 전해액의 접촉을 방지하여 전해액의 분해 반응을 억제한다. 따라서, 과충전 시 안전성을 향상시킬 수 있으며 고온 저장시에도 전해액의 분해반응을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 페닐벤조 니트릴 화합물이 형성하는 피막은 도전성을 가지므로 전지의 사이클 특성도 우수하게 유지할 수 있다.The phenylbenzonitrile compound according to the present invention is considered to form a conductive film by performing a polymerization reaction at the surface of the anode when a predetermined voltage is reached during charging and discharging. This conductive film prevents the dispersion of metal ions eluted from the cathode active material and prevents the contact between the anode and the electrolytic solution to inhibit the decomposition reaction of the electrolytic solution. Therefore, the safety during overcharging can be improved and the decomposition reaction of the electrolytic solution can be effectively suppressed even at high temperature storage. In addition, since the film formed by the phenylbenzonitrile compound according to the present invention has conductivity, the cycle characteristics of the battery can be maintained excellent.

상기 화학식 1로 표시되는 페닐벤조 니트릴 화합물의 구체적인 예시로는 4-비페닐카르보니트릴, 4-시아노-4'-메틸비페닐, 3-시아노비페닐 및 2-시아노비페닐로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Specific examples of the phenylbenzonitrile compound represented by the formula (1) include 4-biphenylcarbonitrile, 4-cyano-4'-methylbiphenyl, 3-cyanobiphenyl and 2-cyanobiphenyl Or a mixture of two or more of them, but the present invention is not limited thereto.

본 발명에 따른 상기 페닐벤조 니트릴 화합물은 비수 전해액 100 중량부 대비 0.5 내지 5 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 함량이 0.5 중량부 미만이면 SEI막의 안정화 효과가 불충분하고, 5 중량부 초과이면 상기 페닐벤조 니트릴 화합물의 알킬 사슬에 기인한 저항 증가 효과가 실질적으로 드러나는 문제점이 있다. The phenylbenzonitrile compound according to the present invention is preferably contained in an amount of 0.5 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the non-aqueous electrolyte. If the content is less than 0.5 parts by weight, the effect of stabilizing the SEI film is insufficient. If the content is more than 5 parts by weight, the resistance increase effect due to the alkyl chain of the phenylbenzonitrile compound is substantially exhibited.

이러한 측면에서, 본 발명에 따른 페닐벤조 니트릴 화합물은 보다 바람직하게는 1 중량부 내지 5 중량부로 비수 전해액에 포함될 수 있다.In this respect, the phenylbenzonitrile compound according to the present invention is more preferably contained in the non-aqueous electrolyte at 1 to 5 parts by weight.

본 발명의 비수 전해액에 전해질로서 포함되는 리튬염은 리튬 이차전지용 전해액에 통상적으로 사용되는 것들이 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들어 상기 리튬염의 음이온으로는 F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, N(CN)2 -, BF4 -, ClO4 -, AlO4 -, AlCl4 -, PF6 -, SbF6 -, AsF6 -, BF2C2O4 -, BC4O8 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, CF3SO3 -, C4F9SO3 -, CF3CF2SO3 -, (CF3SO2)2N-, (FSO2)2N- , CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3CO2 -, CH3CO2 -, SCN- 및 (CF3CF2SO2)2N-로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 예시할 수 있다.The lithium salt contained as an electrolyte in a non-aqueous liquid electrolyte of the present invention can be used without limitation, those which are commonly used in a lithium secondary battery electrolyte, such as the lithium salt, the anion is F -, Cl -, Br -, I -, NO 3 -, N (CN) 2 -, BF 4 -, ClO 4 -, AlO 4 -, AlCl 4 -, PF 6 -, SbF 6 -, AsF 6 -, BF 2 C 2 O 4 -, BC 4 O 8 -, (CF 3) 2 PF 4 -, (CF 3) 3 PF 3 -, (CF 3) 4 PF 2 -, (CF 3) 5 PF -, (CF 3) 6 P -, CF 3 SO 3 -, C 4 F 9 SO 3 -, CF 3 CF 2 SO 3 -, (CF 3 SO 2) 2 N -, (FSO 2) 2 N -, CF 3 CF 2 (CF 3) 2 CO -, (CF 3 SO 2) 2 CH -, (SF 5) 3 C -, (CF 3 SO 2) 3 C -, CF 3 (CF 2) 7 SO 3 -, CF 3 CO 2 -, CH 3 CO 2 -, SCN - and (CF 3 CF 2 SO 2) 2 N - there can be mentioned any one selected from the group consisting of.

전술한 본 발명의 비수 전해액에 포함되는 유기 용매로는 리튬 이차전지용 전해액에 통상적으로 사용되는 것들을 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들면 에테르, 에스테르, 아미드, 선형 카보네이트, 환형 카보네이트 등을 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.Examples of the organic solvent included in the non-aqueous electrolyte of the present invention include those conventionally used for an electrolyte for a lithium secondary battery without limitation, and examples thereof include ether, ester, amide, linear carbonate, cyclic carbonate, Two or more of them may be used in combination.

그 중에서 대표적으로는 환형 카보네이트, 선형 카보네이트, 또는 이들의 혼합물인 카보네이트 화합물을 포함할 수 있다. 상기 환형 카보네이트 화합물의 구체적인 예로는 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate, EC), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate, PC), 1,2-부틸렌 카보네이트, 2,3-부틸렌 카보네이트, 1,2-펜틸렌 카보네이트, 2,3-펜틸렌 카보네이트, 비닐렌 카보네이트 및 이들의 할로겐화물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물이 있다. 또한 상기 선형 카보네이트 화합물의 구체적인 예로는 디메틸 카보네이트(dimethyl carbonate, DMC), 디에틸 카보네이트(diethyl carbonate, DEC), 디프로필 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트(EMC), 메틸프로필 카보네이트 및 에틸프로필 카보네이트 로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물 등이 대표적으로 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Among them, a carbonate compound which is typically a cyclic carbonate, a linear carbonate, or a mixture thereof may be included. Specific examples of the cyclic carbonate compound include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), 1,2-butylene carbonate, 2,3-butylene carbonate, 1,2-pentylene carbonate, 2,3-pentylene carbonate, vinylene carbonate, and halides thereof, or a mixture of two or more thereof. Specific examples of the linear carbonate compound include a group consisting of dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate, ethyl methyl carbonate (EMC), methyl propyl carbonate and ethyl propyl carbonate Any one selected, or a mixture of two or more thereof may be used as typical examples, but the present invention is not limited thereto.

특히, 상기 카보네이트계 유기용매 중 환형 카보네이트인 에틸렌 카보네이트 및 프로필렌 카보네이트는 고점도의 유기용매로서 유전율이 높아 전해질 내의 리튬염을 잘 해리시키므로 바람직하게 사용될 수 있으며, 이러한 환형 카보네이트에 디메틸 카보네이트 및 디에틸 카보네이트와 같은 저점도, 저유전율 선형 카보네이트를 적당한 비율로 혼합하여 사용하면 높은 전기 전도율을 갖는 전해액을 만들 수 있어 더욱 바람직하게 사용될 수 있다.In particular, ethylene carbonate and propylene carbonate, which are cyclic carbonates in the carbonate-based organic solvent, can be preferably used because they have high permittivity as a high viscosity organic solvent and dissociate the lithium salt in the electrolyte well, and dimethyl carbonate and diethyl carbonate When a low viscosity and a low dielectric constant linear carbonate are mixed in an appropriate ratio, an electrolyte having a high electric conductivity can be prepared, and thus it can be more preferably used.

또한, 상기 유기 용매 중 에테르로는 디메틸 에테르, 디에틸 에테르, 디프로필 에테르, 메틸에틸 에테르, 메틸프로필 에테르 및 에틸프로필 에테르로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.As the ether in the organic solvent, any one selected from the group consisting of dimethyl ether, diethyl ether, dipropyl ether, methyl ethyl ether, methyl propyl ether and ethyl propyl ether or a mixture of two or more thereof may be used , But is not limited thereto.

그리고 상기 유기 용매 중 에스테르로는 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 메틸 프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, 프로필 프로피오네이트, 부틸 프로피오네이트와 같은 선형 에스테르; 및 γ-부티로락톤, γ-발레로락톤, γ-카프로락톤, σ-발레로락톤, ε-카프로락톤와 같은 환형 에스테르로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Examples of the ester in the organic solvent include linear esters such as methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, and butyl propionate; And cyclic esters such as? -Butyrolactone,? -Valerolactone,? -Caprolactone,? -Valerolactone and? -Caprolactone, or a mixture of two or more thereof However, the present invention is not limited thereto.

전술한 본 발명의 리튬 이차전지용 비수 전해액은 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 개재된 세퍼레이터로 이루어진 전극 구조체에 주입하여 리튬 이차전지로 제조된다. 전극 구조체를 이루는 양극, 음극 및 세퍼레이터는 리튬 이차전지 제조에 통상적으로 사용되던 것들이 모두 사용될 수 있다.The nonaqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery of the present invention described above is manufactured as a lithium secondary battery by injecting it into an electrode structure composed of a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode. The positive electrode, the negative electrode and the separator constituting the electrode structure may be any of those conventionally used in the production of lithium secondary batteries.

구체적인 예로서, 양극 활물질로는 리튬함유 전이금속 산화물이 바람직하게 사용될 수 있으며, 예를 들면 LixCoO2(0.5<x<1.3), LixNiO2(0.5<x<1.3), LixMnO2(0.5<x<1.3), LixMn2O4(0.5<x<1.3), Lix(NiaCobMnc)O2(0.5<x<1.3, 0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, a+b+c=1), LixNi1 -yCoyO2(0.5<x<1.3, 0<y<1), LixCo1 -yMnyO2(0.5<x<1.3, 0≤y<1), LixNi1 -yMnyO2(0.5<x<1.3, O≤y<1), Lix(NiaCobMnc)O4(0.5<x<1.3, 0<a<2, 0<b<2, 0<c<2, a+b+c=2), LixMn2 -zNizO4(0.5<x<1.3, 0<z<2), LixMn2 -zCozO4(0.5<x<1.3, 0<z<2), LixCoPO4(0.5<x<1.3) 및 LixFePO4(0.5<x<1.3)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으며, 상기 리튬함유 전이금속 산화물은 알루미늄(Al) 등의 금속이나 금속산화물로 코팅될 수도 있다. 또한, 상기 리튬함유 전이금속 산화물(oxide) 외에 황화물(sulfide), 셀렌화물(selenide) 및 할로겐화물(halide) 등도 사용될 수 있다. As a specific example, the cathode active material include lithium-containing transition and the metal oxide is preferably used, for example, Li x CoO 2 (0.5 <x <1.3), Li x NiO 2 (0.5 <x <1.3), Li x MnO 2 (0.5 <x <1.3) , Li x Mn 2 O 4 (0.5 <x <1.3), Li x (Ni a Co b Mn c) O 2 (0.5 <x <1.3, 0 <a <1, 0 < 1, 0 <c <1, a + b + c = 1), Li x Ni 1 -y Co y O 2 (0.5 <x <1.3, 0 <y <1), Li x Co 1 -y Mn y O 2 (0.5 <x < 1.3, 0≤y <1), Li x Ni 1 -y Mn y O 2 (0.5 <x <1.3, O≤y <1), Li x (Ni a Co b Mn c ) O 4 (0.5 <x <1.3, 0 <a <2, 0 <b <2, 0 <c <2, a + b + c = 2), Li x Mn 2 -z Ni z O 4 x <1.3, 0 <z < 2), Li x Mn 2 -z Co z O 4 (0.5 <x <1.3, 0 <z <2), Li x CoPO 4 (0.5 <x <1.3) and Li x FePO 4 (0.5 < x < 1.3), or a mixture of two or more thereof. The lithium-containing transition metal oxide may be coated with a metal such as aluminum (Al) or a metal oxide . In addition to the lithium-containing transition metal oxide, sulfide, selenide and halide may also be used.

음극 활물질로는 통상적으로 리튬이온이 흡장 및 방출될 수 있는 탄소재, 리튬금속, 규소 또는 주석 등을 사용할 수 있으며, 리튬에 대한 전위가 2V 미만인 TiO2, SnO2와 같은 금속 산화물도 가능하다. 바람직하게는 탄소재를 사용할 수 있는데, 탄소재로는 저결정 탄소 및 고결정성 탄소 등이 모두 사용될 수 있다. 저결정성 탄소로는 연화탄소(soft carbon) 및 경화탄소(hard carbon)가 대표적이며, 고결정성 탄소로는 천연 흑연, 키시흑연(Kish graphite), 열분해 탄소(pyrolytic carbon), 액정 피치계 탄소섬유(mesophase pitch based carbon fiber), 탄소 미소구체(meso-carbon microbeads), 액정피치(Mesophase pitches) 및 석유와 석탄계 코크스(petroleum or coal tar pitch derived cokes) 등의 고온 소성탄소가 대표적이다. As the anode active material, a carbon material, lithium metal, silicon or tin, which lithium ions can be occluded and released, can be used, and metal oxides such as TiO 2 and SnO 2 having a potential with respect to lithium of less than 2 V are also possible. Preferably, carbon materials can be used, and carbon materials such as low-crystalline carbon and highly-crystalline carbon can be used. Examples of the low crystalline carbon include soft carbon and hard carbon. Examples of highly crystalline carbon include natural graphite, Kish graphite, pyrolytic carbon, liquid crystal pitch carbon fiber high temperature sintered carbon such as mesophase pitch based carbon fiber, meso-carbon microbeads, mesophase pitches and petroleum or coal tar pitch derived cokes.

양극 및/또는 음극은 바인더를 포함할 수 있으며, 바인더로는 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HFP), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate) 등, 다양한 종류의 바인더 고분자가 사용될 수 있다. The anode and / or the cathode may include a binder, and examples of the binder include vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVDF-co-HFP), polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile ), Polymethylmethacrylate, and the like can be used.

또한, 세퍼레이터로는 종래에 세퍼레이터로 사용된 통상적인 다공성 고분자 필름, 예를 들어 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 에틸렌/헥센 공중합체 및 에틸렌/메타크릴레이트 공중합체 등과 같은 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름을 단독으로 또는 이들을 적층하여 사용할 수 있으며, 또는 통상적인 다공성 부직포, 예를 들어 고융점의 유리 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 등으로 된 부직포를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.As the separator, a conventional porous polymer film conventionally used as a separator, for example, a polyolefin such as an ethylene homopolymer, a propylene homopolymer, an ethylene / butene copolymer, an ethylene / hexene copolymer and an ethylene / methacrylate copolymer A porous polymer film made of a high molecular weight polymer may be used alone or in a laminated manner, or a nonwoven fabric made of a conventional porous nonwoven fabric such as a glass fiber having a high melting point, a polyethylene terephthalate fiber or the like may be used. It is not.

본 발명의 리튬 이차전지의 외형은 특별한 제한이 없으나, 캔을 사용한 원통형, 각형, 파우치(pouch)형 또는 코인(coin)형 등이 될 수 있다.The external shape of the lithium secondary battery of the present invention is not particularly limited, but may be a cylindrical shape, a square shape, a pouch shape, a coin shape, or the like using a can.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the embodiments according to the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention.

실시예Example 1 One

<비수 전해액의 제조>&Lt; Preparation of non-aqueous electrolyte &

에틸렌 카보네이트: 프로필렌 카보네이트: 에틸 프로피오네이트 = 2 : 1 : 7(중량비)의 조성을 가지는 혼합 용매 100 중량부에 4-비페닐카르보니트릴 1 중량부를 더 첨가한 후, LiPF6을 1M 농도가 되도록 첨가하여 비수 전해액을 제조하였다.1 part by weight of 4-biphenylcarbonitrile was further added to 100 parts by weight of a mixed solvent having a composition of ethylene carbonate: propylene carbonate: ethyl propionate = 2: 1: 7 (weight ratio), and then LiPF 6 was added To prepare a non-aqueous electrolyte.

<전지의 제조><Manufacture of Battery>

양극 활물질로 LiCoO2, 바인더로서 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF) 및 도전재로 카본블랙을 96:3:3의 중량비로 혼합한 후, N-메틸-2-피롤리돈에 분산시켜 양극 슬러리를 제조하고, 상기 슬러리를 알루미늄 집전체에 코팅한 후 건조 및 압연하여 양극을 제조하였다.LiCoO 2 as a cathode active material, polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder, and carbon black as a conductive material were mixed at a weight ratio of 96: 3: 3, and then dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone to prepare a cathode slurry The slurry was coated on an aluminum current collector, followed by drying and rolling to prepare a positive electrode.

또한, 음극 활물질로 인조 흑연, 바인더로서 스티렌-부타디엔 고무 및 증점제로 카르복시메틸 셀룰로오스를 97:1.5:1.5의 중량비로 혼합한 후, 물에 분산시켜 음극 슬러리를 제조하고, 상기 슬러리를 구리 집전체에 코팅한 후 건조 및 압연하여 음극을 제조하였다.Further, a negative electrode slurry was prepared by mixing artificial graphite as a negative electrode active material, styrene-butadiene rubber as a binder and carboxymethyl cellulose as a binder in a weight ratio of 97: 1.5: 1.5 and then dispersing in water to prepare an anode slurry. Coated, dried and rolled to prepare a negative electrode.

이후, 상기 제조된 양극과 음극을 PE 분리막과 함께 통상적인 방법으로 18650 원통형 전지를 제작한 후, 상기 전해액을 주액하여 전지 제조를 완성하였다.Thereafter, the prepared anode and anode were combined with a PE separator to produce a 18650 cylindrical cell by a conventional method, and then the electrolyte was injected to complete the cell preparation.

실시예Example 2 2

4-비페닐카르보니트릴을 2 중량부 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 비수전해액 및 전지를 제조하였다.A non-aqueous electrolyte and a battery were prepared in the same manner as in Example 1, except that 2 parts by weight of 4-biphenylcarbonitrile was added.

실시예Example 3 3

페닐벤조 니트릴 화합물로서 2-시아노비페닐을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 비수전해액 및 전지를 제조하였다.A nonaqueous electrolytic solution and a battery were prepared in the same manner as in Example 1, except that 2-cyanobiphenyl was used as the phenylbenzonitrile compound.

실시예Example 4 4

페닐벤조 니트릴 화합물로서 3-시아노비페닐 을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 비수전해액 및 전지를 제조하였다.
A non-aqueous electrolyte and a battery were prepared in the same manner as in Example 1, except that 3-cyanobiphenyl was used as the phenylbenzonitrile compound.

비교예Comparative Example 1 One

4-비페닐카르보니트릴을 첨가하지 않은 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 전해액 및 전지를 제조하였다.An electrolyte and a battery were prepared in the same manner as in Example 1, except that 4-biphenylcarbonitrile was not added.

비교예Comparative Example 2 2

4-비페닐카르보니트릴 대신 비페닐을 2중량부 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 비수전해액 및 전지를 제조하였다.
A nonaqueous electrolytic solution and a battery were prepared in the same manner as in Example 1, except that 2 parts by weight of biphenyl was added instead of 4-biphenylcarbonitrile.

시험예Test Example 1: 고온에서의 용량 유지율 측정 1: Measurement of capacity retention rate at high temperature

실시예 및 비교예에서 제조된 전지를 50℃ 챔버 내에서 0.8C rate로 4.35V까지 정전류/정전압 조건 충전 및 0.05C cut off 충전을 실시하고, 0.5C 3.0V로 방전하는 조건으로 충방전 사이클을 수행하였다. The cells prepared in Examples and Comparative Examples were charged in a 50 ° C chamber at 0.8 C rate to 4.35 V under a constant current / constant voltage condition and charged at 0.05 C cut off, and discharged at 0.5 C 3.0 V. Respectively.

1회 사이클 후 방전용량을 기준으로 각 사이클 후 방전용량의 비율을 계산하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다. The ratio of the discharge capacity after each cycle was calculated based on the discharge capacity after one cycle, and the results are shown in Table 1.

50℃ 용량 유지율50 ℃ Capacity retention rate 100회 사이클 후After 100 cycles 300회 사이클 후After 300 cycles 실시예1Example 1 91%91% 80%80% 실시예2Example 2 90%90% 79%79% 실시예3Example 3 91%91% 80%80% 실시예4Example 4 91%91% 80%80% 비교예1Comparative Example 1 89%89% 79%79% 비교예2Comparative Example 2 87%87% 75%75%

표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 페닐벤조 니트릴이 아닌 종래의 과충전 방지제인 비페닐을 첨가한 비교에 2보다 실시예1~4의 용량 유지율이 우수한 것을 확인할 수 있다.As shown in Table 1, it can be confirmed that the capacity retention ratios of Examples 1 to 4 are superior to those of Example 2 in comparison with the case of adding biphenyl, which is a conventional overcharge protection agent, which is not phenylbenzonitrile of the present invention.

비교예1의 전지는 실시예들과 유사한 용량 유지율 성능을 나타내나, 이 후의 다른 성능 시험에서는 바람직하지 못한 결과를 나타낸다.
The cell of Comparative Example 1 exhibits capacity retention performance similar to those of the Examples but exhibits undesirable results in subsequent performance tests.

시험예Test Example 2: 고온 저장 성능 측정 2: High-temperature storage performance measurement

실시예 및 비교예에서 제조된 전지를 0.8C rate로 4.35V까지 정전류/정전압 조건 충전 및 0.05C cut off 충전을 실시한 후, 75℃ 챔버에 보관하였다. The cells prepared in Examples and Comparative Examples were charged at a constant current / constant voltage of 4.35 V at a rate of 0.8 C and charged at a cut off rate of 0.05 C, and then stored in a 75 ° C chamber.

시간에 따른 각 전지들의 전압을 측정하였으며, 그 결과를 표 2에 나타내었다. The voltage of each cell was measured with time, and the results are shown in Table 2.

75℃ 챔버 저장일75 ℃ chamber storage day 5일 후After 5 days 10일 후After 10 days 30일 후After 30 days 실시예1Example 1 4.204.20 4.164.16 4.034.03 실시예2Example 2 4.204.20 4.154.15 4.024.02 실시예3Example 3 4.204.20 4.164.16 4.034.03 실시예4Example 4 4.204.20 4.164.16 4.034.03 비교예1Comparative Example 1 4.084.08 XX -- 비교예2Comparative Example 2 4.154.15 4.094.09 --

표 2에 나타난 바와 같이, 비교에 1은 10일 후 CID 단락이 일어났고, 비교예 2의 전지는 전압 강하가 실시예들보다 더 큰 것을 알 수 있다.
As shown in Table 2, it can be seen that CID short-circuit occurred at 10 days after the comparison, and that the voltage drop of the battery of Comparative Example 2 was larger than those of the Examples.

시험예Test Example 3: 과충전 안전성 측정 3: overcharge safety measurement

실시예 및 비교예에서 제조된 전지를 0.8C rate로 4.35V까지 정전류/정전압 조건 충전 및 0.05C cut off 충전을 실시하고, 0.5C 3.0V로 방전하였다. 그 후 다시 0.8C 10V의 과충전을 실시하였다. 과충전을 한 후 전지의 발화, 폭발 및 전해액 누출이 모두 없는 경우만 OK로 평가하여, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. The cells prepared in Examples and Comparative Examples were charged at a constant current / constant voltage of 4.35 V at 0.8 C rate and charged at 0.05 C cut off, and discharged at 0.5 C 3.0 V. Thereafter, overcharge of 0.8C 10V was performed again. After overcharging, the battery was evaluated as OK only when there was no ignition, explosion, and electrolyte leakage. The results are shown in Table 3 below.

실시예1Example 1 OKOK 실시예2Example 2 OKOK 실시예3Example 3 OKOK 실시예4Example 4 OKOK 비교예1Comparative Example 1 XX 비교예2Comparative Example 2 OKOK

표 3에 나타난 바와 같이, 어떠한 첨가제를 사용하지 않은 비교예 1의 전지는 과충전 안전성이 다른 전지들에 비해 부족한 것을 확인할 수 있다.
As shown in Table 3, it can be confirmed that the battery of Comparative Example 1 in which no additive is used has insufficient overcharge safety compared to other batteries.

시험예Test Example 4: 전해액 분해반응 개시 전압 측정 4: Measurement of electrolyte decomposition initiation voltage

실시예 2 및 비교예 2에 따른 비수 전해액을 각각 사용하고, 작업전극(working electrode)으로 백금, 상대전극(counter electrode)으로 리튬 금속, 기준전극(reference electrode)으로 리튬 금속을 사용하여 20mV/s의 scan rate로 LSV(Linear Sweep Voltammetry)를 측정하여 그 결과를 도 1(실시예 2) 및 도 2(비교예 2)에 각각 도시하였다.Aqueous electrolyte according to Example 2 and Comparative Example 2 were respectively used and platinum was used as a working electrode, lithium metal was used as a counter electrode and lithium metal was used as a reference electrode at 20 mV / s (Linear Sweep Voltammetry) was measured at a scan rate of 100 Hz and the results are shown in FIG. 1 (Example 2) and FIG. 2 (Comparative Example 2), respectively.

도 1 및 도 2를 참고하면, 실시예 2의 전해액에서는 산화 개시 전압이 약 4.75V 정도인 반면, 비교예 2의 비수 전해액은 산화 개시 전압이 약 4.56V 정도임을 알 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, it can be seen that the oxidation starting voltage in the electrolyte solution of Example 2 is about 4.75 V, whereas the non-aqueous electrolyte solution of Comparative Example 2 is about 4.56 V in oxidation initiation voltage.

즉, 실시예에 따른 비수 전해액의 산화 분해 반응 개시 전압이 더 높으므로 비교예보다 안정성이 높은 것을 알 수 있으며, 특히 고온 환경에서는 산화 전압은 낮아지기 때문에 본 발명의 비수 전해액이 고온 보관 특성이나 고온 사이클 특성이 비교예보다 우수한 것을 알 수 있다.
That is, it can be seen that the stability of the non-aqueous electrolyte according to the present invention is higher than that of the comparative example due to the higher starting voltage of the oxidative decomposition reaction. In particular, since the oxidation voltage is lowered in a high temperature environment, The characteristics are better than those of the comparative example.

Claims (10)

이온화 가능한 리튬염;
유기 용매; 및
4-비페닐카르보니트릴, 4-시아노-4'-메틸비페닐, 3-시아노비페닐 및 2-시아노비페닐로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물;을 포함하는 리튬 이차전지용 비수 전해액.
Ionizable lithium salts;
Organic solvent; And
A mixture of two or more selected from the group consisting of 4-biphenylcarbonitrile, 4-cyano-4'-methylbiphenyl, 3-cyanobiphenyl and 2-cyanobiphenyl, Non-aqueous electrolyte for secondary battery.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 4-비페닐카르보니트릴, 4-시아노-4'-메틸비페닐, 3-시아노비페닐 및 2-시아노비페닐로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물은 비수 전해액 100 중량부 대비 0.5 내지 5 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 비수 전해액.
The method according to claim 1,
The mixture of any one selected from the group consisting of 4-biphenecarbonitrile, 4-cyano-4'-methylbiphenyl, 3-cyanobiphenyl and 2-cyanobiphenyl, or a mixture of two or more thereof, 0.5 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the nonaqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery.
제1항에 있어서,
상기 리튬염의 음이온은 F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, N(CN)2 -, BF4 -, ClO4 -, AlO4 -, AlCl4 -, PF6 -, SbF6 -, AsF6 -, BF2C2O4 -, BC4O8 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, CF3SO3 -, C4F9SO3 -, CF3CF2SO3 -, (CF3SO2)2N-, (FSO2)2N- , CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3CO2 -, CH3CO2 -, SCN- 및 (CF3CF2SO2)2N-로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 비수 전해액.
The method according to claim 1,
The lithium salt of the anion is F -, Cl -, Br - , I -, NO 3 -, N (CN) 2 -, BF 4 -, ClO 4 -, AlO 4 -, AlCl 4 -, PF 6 -, SbF 6 -, AsF 6 -, BF 2 C 2 O 4 -, BC 4 O 8 -, (CF 3) 2 PF 4 -, (CF 3) 3 PF 3 -, (CF 3) 4 PF 2 -, (CF 3 ) 5 PF -, (CF 3 ) 6 P -, CF 3 SO 3 -, C 4 F 9 SO 3 -, CF 3 CF 2 SO 3 -, (CF 3 SO 2) 2 N -, (FSO 2) 2 N -, CF 3 CF 2 ( CF 3) 2 CO -, (CF 3 SO 2) 2 CH -, (SF 5) 3 C -, (CF 3 SO 2) 3 C -, CF 3 (CF 2) 7 SO 3 - , CF 3 CO 2 - , CH 3 CO 2 - , SCN - and (CF 3 CF 2 SO 2) 2 N - non-aqueous electrolyte lithium secondary battery, characterized in that at least one selected from the group consisting of.
제1항에 있어서,
상기 유기 용매는 에테르, 에스테르, 아미드, 선형 카보네이트 및 환형 카보네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 비수 전해액.
The method according to claim 1,
Wherein the organic solvent includes any one selected from the group consisting of an ether, an ester, an amide, a linear carbonate, and a cyclic carbonate, or a mixture of two or more thereof.
제5항에 있어서,
상기 환형 카보네이트는 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 1,2-부틸렌 카보네이트, 2,3-부틸렌 카보네이트, 1,2-펜틸렌 카보네이트, 2,3-펜틸렌 카보네이트, 비닐렌 카보네이트 및 이들의 할로겐화물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 비수 전해액.
6. The method of claim 5,
The cyclic carbonate may be at least one selected from the group consisting of ethylene carbonate, propylene carbonate, 1,2-butylene carbonate, 2,3-butylene carbonate, 1,2-pentylene carbonate, 2,3-pentylene carbonate, vinylene carbonate, , Or a mixture of two or more thereof. The nonaqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery according to claim 1,
제5항에 있어서,
상기 선형 카보네이트는 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 디프로필 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트, 메틸프로필 카보네이트 및 에틸프로필카보네이트로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 비수 전해액.
6. The method of claim 5,
Wherein the linear carbonate comprises any one selected from the group consisting of dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dipropyl carbonate, ethyl methyl carbonate, methyl propyl carbonate and ethyl propyl carbonate, or a mixture of two or more thereof. Non-aqueous electrolyte for batteries.
제5항에 있어서,
상기 에테르는 디메틸 에테르, 디에틸 에테르, 디프로필 에테르, 메틸에틸 에테르, 메틸프로필 에테르 및 에틸프로필 에테르로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 비수 전해액.
6. The method of claim 5,
Wherein the ether includes any one selected from the group consisting of dimethyl ether, diethyl ether, dipropyl ether, methyl ethyl ether, methyl propyl ether and ethyl propyl ether, or a mixture of two or more thereof. Non-aqueous electrolyte.
제5항에 있어서,
상기 에스테르는 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 메틸 프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, 프로필 프로피오네이트, 부틸 프로피오네이트, γ-부티로락톤, γ-발레로락톤, γ-카프로락톤, σ-발레로락톤 및 ε-카프로락톤으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 비수 전해액.
6. The method of claim 5,
The ester may be selected from the group consisting of methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, butyl propionate,? -Butyrolactone,? -Valerolactone,? -Caprolactone,? -Valerolactone and? -Caprolactone, or a mixture of two or more thereof.
음극, 양극 및 비수 전해액을 구비하는 리튬 이차전지에 있어서,
상기 비수 전해액은 제1항 및 제3항 내지 제9항 중 어느 한 항의 리튬 이차전지용 비수 전해액인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
A lithium secondary battery comprising a negative electrode, a positive electrode and a non-aqueous electrolyte,
The lithium secondary battery according to any one of claims 1 to 9, wherein the non-aqueous electrolyte is a non-aqueous electrolyte for a lithium secondary battery.
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