KR101586681B1 - electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery containing the same - Google Patents

electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery containing the same Download PDF

Info

Publication number
KR101586681B1
KR101586681B1 KR1020140058237A KR20140058237A KR101586681B1 KR 101586681 B1 KR101586681 B1 KR 101586681B1 KR 1020140058237 A KR1020140058237 A KR 1020140058237A KR 20140058237 A KR20140058237 A KR 20140058237A KR 101586681 B1 KR101586681 B1 KR 101586681B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
carbonate
secondary battery
solvent
lithium
lithium secondary
Prior art date
Application number
KR1020140058237A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20150131509A (en
Inventor
유승일
석혜정
신재욱
박재환
김영규
Original Assignee
파낙스 이텍(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 파낙스 이텍(주) filed Critical 파낙스 이텍(주)
Priority to KR1020140058237A priority Critical patent/KR101586681B1/en
Publication of KR20150131509A publication Critical patent/KR20150131509A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101586681B1 publication Critical patent/KR101586681B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566Liquid materials
    • H01M10/0567Liquid materials characterised by the additives
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 이차전지용 비수성 전해액 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것으로, 상기 비수성 전해액은 비수계 용매, 리튬염 및 첨가제인 Tetrafluoroethane beta-sultone을 포함하며, 본 발명에 따른 이차전지용 비수성 전해액을 채용한 이차전지는 상온 및 고온 수명 특성 및 출력 특성이 향상되는 이점을 가진다.The present invention relates to a non-aqueous electrolyte for a secondary battery and a secondary battery comprising the non-aqueous electrolyte. The non-aqueous electrolyte includes a non-aqueous solvent, a lithium salt, and Tetrafluoroethane beta-sultone as an additive. The employed secondary battery has an advantage that the life temperature characteristics at high temperature and high temperature and output characteristics are improved.

Description

리튬 이차전지 전해액 및 이를 함유하는 리튬 이차전지{electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery containing the same}[0001] The present invention relates to a lithium secondary battery electrolyte and a lithium secondary battery containing the same,

본 발명은 리튬 이차전지용 비수성 전해액 및 이를 함유하는 리튬 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비수성 용매, 리튬염 및 첨가제인 Tetrafluoroethane beta-sultone (3,3,4,4-tetrafluoro-1,2-oxathietane 2,2-dioxide)을 함유하여, 상온 및 고온에서의 수명특성 및 출력특성을 향상시킬 수 있는 리튬 이차전지용 비수성 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a non-aqueous electrolyte for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery containing the same. More particularly, the present invention relates to a non-aqueous electrolyte, a lithium salt, and an additive, 2-oxathietane 2,2-dioxide, which can improve lifetime characteristics and output characteristics at room temperature and high temperature, and a lithium secondary battery comprising the non-aqueous electrolyte for lithium secondary battery.

이차전지는 1차 전지와는 달리 재충전(recharge)이 가능해 반영구적으로 사용할 수 있는 화학전지를 말한다. 이러한 이차전지는 최근에 노트북, 이동통신기기 및 디지털카메라 등의 대량 보급으로 인해 그 시장규모가 기하급수적으로 커지고 있으며, 특히, 최근에는 반도체 산업 및 디스플레이 산업과 더불어 21세기 3대 부품 산업으로 급성장하고 있다.A secondary battery is a chemical battery that can be used semi-permanently because it can be recharged unlike a primary battery. The market size of such a rechargeable battery has recently been increasing exponentially due to the mass supply of notebook computers, mobile communication devices, and digital cameras, and in recent years, the rechargeable battery has rapidly grown into the three major components industries of the 21st century along with the semiconductor industry and the display industry have.

이차전지는 음극(anode) 재료나 양극(cathode) 재료에 따라 납축전지, 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈-수소(Ni-MH) 전지 및 리튬전지 등으로 나뉠 수 있으며, 전극 재료의 고유특성에 의해 전위와 에너지 밀도가 결정된다. 이 중에서도 리튬이차전지는 리튬의 낮은 산화/환원 전위와 분자량으로 인해 에너지 밀도가 높기 때문에 노트북, 캠코더 또는 휴대폰 등의 휴대용 전자기기의 구동 전원으로 많이 사용되고 있다.The secondary battery can be divided into a lead-acid battery, a nickel-cadmium battery, a nickel-hydrogen (Ni-MH) battery and a lithium battery according to an anode material or a cathode material. Dislocations and energy densities are determined by intrinsic properties. Among these, lithium secondary batteries are widely used as driving power sources for portable electronic devices such as notebook computers, camcorders, and mobile phones because of their high energy density due to low oxidation / reduction potential and molecular weight of lithium.

이러한 리튬이차전지 중에서도 비수성 전해액(nonaqueous electrolyte)을 이용한 리튬이차전지는, 양극(cathode)으로 금속에 양극 활물질로서 리튬 이온의 탈리 및 삽입이 가능한 리튬금속 혼합산화물이 코팅된 것이 사용되며, 음극(anode)으로 금속에 음극 활물질로서 탄소재료 또는 금속리튬 등을 코팅하여 사용하며, 이들 양극과 음극을 사이에 두고 유기 용매에 리튬염을 적당히 용해시킨 전해액(electrolyte)이 위치하게 된다.Of these lithium secondary batteries, a lithium secondary battery using a nonaqueous electrolyte is coated with a lithium metal mixed oxide capable of releasing and inserting lithium ions as a cathode as a cathode as a cathode, an anode is coated with a carbon material or metal lithium as a negative electrode active material, and an electrolyte in which a lithium salt is appropriately dissolved in an organic solvent is disposed between the positive electrode and the negative electrode.

그러나, 이러한 이차전지는 충/방전 사이클이 반복되면서 하기와 같은 여러 이유로 전지의 용량이 저하되는 문제가 있고 특히, 고온환경 하에 놓여진 경우에는 더욱 더 용량이 현저히 감소되는 문제가 있다.However, such a secondary battery has a problem that the capacity of the battery is lowered due to various reasons such as repetition of charging / discharging cycles, and particularly when the battery is placed in a high temperature environment, the capacity is significantly reduced.

(1) 양극을 구성하는 복합 산화물에 포함되는 전이금속이 비수성 전해액에 용출되어 음극상에 석출되면서, 양극 복합산화물의 구조파괴를 초래하거나 계면 저항이 증가하는 경우.(1) When the transition metal contained in the composite oxide constituting the anode is eluted into the non-aqueous electrolytic solution and precipitates on the cathode, causing the structure breakdown of the positive electrode composite oxide or increasing the interface resistance.

(2) 용출된 양극 전이금속이 성장을 계속하여 양극/음극사이에 미소단락을 발생시키는 경우.(2) When the eluted cathode transition metal continues to grow to cause a short circuit between the anode and the cathode.

(3) 음극에 석출한 양극 전이금속이 비수성 전해액의 분해를 촉진하는 촉매로 작용하여 전지내부에 가스를 발생시키는 경우.(3) The case where the positive electrode transition metal deposited on the negative electrode acts as a catalyst promoting the decomposition of the nonaqueous electrolytic solution to generate gas inside the battery.

(4) 음극의 SEI layer가 충/방전이 진행됨에 따라 film의 두께가 두꺼워지고, Li+의 이동을 방해하는 경우.(4) When the SEI layer of the cathode is thickened as the charge / discharge progresses, it interferes with the movement of Li + .

(5) 음극 활물질의 expansion/contraction에 의해 서서히 SEI layer 붕괴가 발생하는 경우.(5) When the SEI layer collapses gradually due to the expansion / contraction of the negative electrode active material.

일반적으로 비수성 전해액 이차전지는 특히 고온에서, 리튬 및/또는 리튬 이온을 흡장, 방출할 수 있는 리튬 함유 금속 산화물 등의 양극활물질과, carbonate계 용매 및 리튬염으로 구성된 전해액과의 반응에 기인하여 전극저항이 상승하고, 리튬 및/또는 리튬 이온을 흡장, 방출할 수 있는 음극활물질 표면에 생성된 SEI(Solid electrolyte interface) layer 가 지속적인 충/방전으로 인하여 고온에서 천천히 파괴되어 전지의 비가역 반응을 가속화시킴으로써, 전지성능 및 효율을 현저히 감소시키는 문제를 일으키고 있다.In general, the nonaqueous electrolyte secondary battery is a nonaqueous electrolyte secondary battery which is produced by a reaction between a cathode active material such as a lithium-containing metal oxide capable of occluding and releasing lithium and / or lithium ion, and an electrolyte composed of a carbonate- The electrode resistance increases and the SEI (solid electrolyte interface) layer formed on the surface of the negative electrode active material capable of intercalating and deintercalating lithium and / or lithium ions is slowly destroyed at a high temperature due to continuous charging / discharging to accelerate the irreversible reaction of the battery Thereby causing a problem of significantly reducing battery performance and efficiency.

전술한 문제점들을 해결하기 위하여 일본공개특허 제1996-45545호에서는 음극 표면상에 SEI막을 형성할 수 있는 전해액 첨가제로서, 비닐렌 카보네이트(vinylene carbonate, VC)를 사용하는 방법이 제시되었다. 그러나, VC는 고온 사이클이나 고온 보존 시 양극에서 쉽게 분해하여 가스를 발생시켜 전지의 성능 및 안전성을 저해하는 문제가 있다. In order to solve the above-mentioned problems, Japanese Patent Laid-Open No. 1996-45545 discloses a method of using vinylene carbonate (VC) as an electrolyte additive capable of forming an SEI film on a surface of a negative electrode. However, VC is easily decomposed at the anode at high temperature cycle or high temperature storage to generate gas, which deteriorates performance and safety of the battery.

또한, 일본공개특허 제2002-329528호에서는 불포화 술톤계 화합물을 이용하여 고온에서의 가스발생을 억제하고자 하였다. 일본공개특허 제2001-006729호에서는 비닐기를 포함하는 카보네이트계 화합물을 사용하여 고온 보존 특성을 향상시키고자 하였다. 하지만, 여전히 SEI막이 견고하지 못하여 종래의 문제를 충분히 해결하지 못하고 있다.In addition, in JP-A-2002-329528, an unsaturated sultone compound was used to suppress the generation of gas at a high temperature. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-006729 discloses use of a carbonate-based compound containing a vinyl group to improve high temperature storage characteristics. However, SEI films are still not robust enough to solve the conventional problems.

따라서, 현재까지도 이차전지에 대한 고온에서의 성능향상과 안정성에 대한 연구가 요구되고 있는 실정이다.Therefore, there is a need for research on performance improvement and stability of secondary batteries at high temperatures.

이에 본 발명자들은 이차전지용 전해액에 대한 연구를 심화한 결과, 이차전지용 전해액에 첨가제로 Tetrafluoroethane beta-sultone을 포함하는 이차전지의 상온 및 고온 수명 특성이 향상되며 전지의 저항이 감소하는 것을 발견하여, 본 발명을 출원하기에 이르렀다. The present inventors have intensively studied the electrolyte for a secondary battery. As a result, they have found that a secondary battery including Tetrafluoroethane beta-sultone as an additive to an electrolyte for a secondary battery has improved life and temperature characteristics at a room temperature and a high temperature, And filed an invention.

일본공개특허 제1996-045545호Japanese Patent Laid-Open No. 1996-045545 일본공개특허 제2002-329528호Japanese Patent Laid-Open No. 2002-329528 일본공개특허 제2001-006729호Japanese Patent Laid-Open No. 2001-006729

본 발명의 목적은 Tetrafluoroethane beta-sultone을 전해액 첨가제로 사용함으로써, 상온과 고온에서의 우수한 사이클 특성, 고효율 충방전 특성, 우수한 수명 특성 및 출력을 향상시키는 리튬 이차전지용 비수성 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolytic solution for a lithium secondary battery which improves cycle characteristics, high-efficiency charge / discharge characteristics, excellent lifespan characteristics and output at room temperature and high temperature by using Tetrafluoroethane beta-sultone as an electrolyte additive, Battery.

본 발명은 (a) 하기 화학식1로 표시되는 첨가제; (b) 리튬염; 및 (c) 비수성 용매; 를 포함하는 리튬 이차전지용 비수성 전해액을 제공한다.(A) an additive represented by the following general formula (1); (b) a lithium salt; And (c) a nonaqueous solvent; And a non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112014045616719-pat00001
Figure 112014045616719-pat00001

본 발명의 일실시예에 따른, 상기 첨가제는 상기 비수성 전해액 총 중량에 대하여, 0.05 내지 10 중량%로 포함될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the additive may be included in an amount of 0.05 to 10% by weight based on the total weight of the non-aqueous electrolytic solution.

본 발명의 일실시예에 따른, 상기 비수성 용매는 선형 카보네이트계 용매, 환형 카보네이트계 용매 또는 이들의 혼합용매일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the non-aqueous solvent may be a linear carbonate-based solvent, a cyclic carbonate-based solvent, or a mixture thereof.

본 발명의 일실시예에 따른, 상기 선형 카보네이트계 용매는 디메틸카보네이트(DMC), 디에틸카보네이트(DEC), 디프로필카보네이트(DPC), 에틸프로필카보네이트(EPC), 에틸메틸카보네이트(EMC) 및 메틸프로필카보네이트(MPC)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이며, 환형 카보네이트계 용매는 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 1,2-부틸렌카보네이트(BC), 2,3-부틸렌카보네이트, 1,2-펜틸렌 카보네이트, 2,3-펜틸렌카보네이트, 비닐렌카보네이트(VC) 및 플루오르에틸렌카보네이트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the linear carbonate-based solvent is at least one selected from the group consisting of dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), ethyl propyl carbonate (EPC), ethyl methyl carbonate Propylene carbonate (MPC), and the cyclic carbonate solvent is at least one selected from the group consisting of ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), 1,2-butylene carbonate (BC), 2,3- , 1,2-pentylene carbonate, 2,3-pentylene carbonate, vinylene carbonate (VC), and fluorethylene carbonate.

본 발명의 일실시예에 따른, 상기 혼합용매는 환형 카보네이트계 용매와 선형 카보네이트계 용매를 1:1 내지 1:9 의 부피비로 혼합된 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the mixed solvent may be a mixture of a cyclic carbonate-based solvent and a linear carbonate-based solvent at a volume ratio of 1: 1 to 1: 9.

본 발명의 일실시예에 따른, 상기 리튬염은 LiPF6, LiClO4, LiAsF6, LiBF4, LiSbF6, LiAlO4, LiAlCl4, LiCF3SO3, LiC4F9SO3, LiN(C2F5SO3)2, LiN(C2F5SO2)2, LiN(CF3SO2)2. LiSCN, LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(단, x, y는 자연수), LiCl, LiI, LiB(C2O4)2, LiF2BC2O4, LiPF4(C2O4), LiPF2(C2O4)2, LiP(C2O4)3 및 LiPO2F2 로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다.The lithium salt according to one embodiment of the present invention is LiPF 6, LiClO 4, LiAsF 6 , LiBF 4, LiSbF 6, LiAlO 4, LiAlCl 4, LiCF 3 SO 3, LiC 4 F 9 SO 3, LiN (C 2 F 5 SO 3 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 . LiSCN, LiN (C x F 2x + 1 SO 2) (C y F 2y + 1 SO 2) ( in this example, x, y are natural numbers), LiCl, LiI, LiB ( C 2 O 4) 2, LiF 2 BC 2 O 4 , LiPF 4 (C 2 O 4 ), LiPF 2 (C 2 O 4 ) 2 , LiP (C 2 O 4 ) 3 and LiPO 2 F 2 .

본 발명의 일실시예에 따른, 상기 리튬 이차전지용 비수성 전해액은 상기 리튬염을 0.6 내지 2.0M의 농도로 포함될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery may include the lithium salt at a concentration of 0.6 to 2.0M.

본 발명은 a) 리튬을 흡장 및 방출할 수 있는 양극활물질을 포함하는 양극; b) 리튬을 흡장 및 방출할 수 있는 음극활물질을 포함하는 음극; c) 상기 리튬 이차전지용 비수성 전해액; 및 d) 분리막; 을 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다.The present invention provides a positive electrode comprising: a) a positive electrode comprising a positive electrode active material capable of intercalating and deintercalating lithium; b) a negative electrode comprising a negative electrode active material capable of intercalating and deintercalating lithium; c) a non-aqueous electrolytic solution for the lithium secondary battery; And d) a separator; And a lithium secondary battery.

본 발명에 따른 첨가제를 포함하는 리튬 이차전지용 비수성 전해액은 상온에서 뿐만 아니라 고온에서도 안정하며 첨가제가 음극 표면에 SEI(Solid electrolyte interface) 피막을 효과적이고 안정적으로 형성시켜 전해액과 전극의 부반응을 막아서, 전지의 전기화학적 특성과 수명특성, 고온 보존특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 비수성 전해액을 포함하는 리튬 이차전지는 출력 특성이 향상되고, 고효율 충방전 특성을 가지며, 우수한 고온 저장안정성을 가진다.The nonaqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery including the additive according to the present invention is stable at high temperature as well as at room temperature and the additive effectively and stably forms a solid electrolyte interface (SEI) coating on the surface of the negative electrode to prevent side reactions between the electrolyte and the electrode, The electrochemical characteristics, lifespan characteristics, and high-temperature storage characteristics of the battery can be improved. In addition, the lithium secondary battery including the nonaqueous electrolyte according to the present invention has improved output characteristics, high efficiency charge / discharge characteristics, and excellent high temperature storage stability.

이하, 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 이 때 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail. Unless otherwise defined, technical terms and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In the following description, And a description of the known function and configuration will be omitted.

본 발명은 상온 및 고온 저장특성과 수명특성이 우수한 리튬 이차전지를 제공하기 위한 리튬 이차전지용 비수성 전해액에 관한 것이다. The present invention relates to a non-aqueous electrolytic solution for a lithium secondary battery for providing a lithium secondary battery excellent in room temperature and high-temperature storage characteristics and life characteristics.

본 발명은 (a) 하기 화학식1로 표시되는 첨가제; (b) 리튬염; 및 (c) 비수성 용매; 를 포함하는 리튬 이차전지용 비수성 전해액을 제공한다.(A) an additive represented by the following general formula (1); (b) a lithium salt; And (c) a nonaqueous solvent; And a non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112014045616719-pat00002
Figure 112014045616719-pat00002

본 발명에 따른 첨가제인 Tetrafluoroethane beta-sultone을 포함한 리튬 이차전지용 비수성 전해액은 상온에서 뿐만 아니라 고온에서도 높은 안정성을 확보할 수 있으며 전기화학적 특성과 수명특성, 고온 보존특성을 향상시킨다.The nonaqueous electrolytic solution for a lithium secondary battery including the additive Tetrafluoroethane beta-sultone according to the present invention can ensure high stability not only at room temperature but also at high temperature, and improve electrochemical characteristics, lifetime characteristics and high temperature storage characteristics.

또한 상기 첨가제는 전지의 충전시 음극의 표면에서 EC 등의 용매 보다 먼저 환원분해되어 안정한 SEI 층을 형성하여 충방전 및 장기 보존시 전해액의 분해를 막아주며, 4개의 불소원자의 치환으로 산화 분해 전압이 높아서 4.5V 이상의 고전압 전지에서도 첨가제가 산화 분해됨이 없이 작용하는 것이 가능하다. In addition, when the battery is charged, the additive is subjected to reduction decomposition prior to a solvent such as EC at the surface of the negative electrode to form a stable SEI layer to prevent decomposition of the electrolyte during charge and discharge and long-term storage. It is possible to operate the additive without oxidative decomposition even in a high voltage battery of 4.5 V or more.

상기 첨가제는 함량이 너무 높으면 전지의 저항이 커지는 단점이 있고, 함량이 너무 낮으면 첨가제의 효과가 없어지므로 상기 비수성 전해액 총 중량에 대하여, 0.05 내지 10 중량%로 포함 될 수 있으며, 전지 성능 향상의 측면에서 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. If the content of the additive is too high, the resistance of the battery becomes large. If the content of the additive is too low, the effect of the additive is lost. Therefore, the additive may be contained in an amount of 0.05 to 10% by weight based on the total weight of the non- Preferably from 0.1 to 5% by weight, based on the total weight of the composition.

상기 리튬 이차전지용 비수성 전해액에서, 상기 비수성 용매는 한정되는 것은 아니나, 카보네이트계 용매를 사용하는 것이 바람직하며, 이때의 카보네이트계 용매는 선형 카보네이트계 용매, 환형 카보네이트계 용매 또는 이들의 혼합용매일 수 있다. 상기 선형 카보네이트계 용매의 구체적인 일예로는, 디메틸카보네이트(DMC), 디에틸카보네이트(DEC), 디프로필카보네이트(DPC), 에틸프로필카보네이트(EPC), 에틸메틸카보네이트(EMC) 및 메틸프로필카보네이트(MPC)일 수 있으며, 상기 환형 카보네이트계 용매의 구체적인 일예로는, 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 1,2-부틸렌카보네이트(BC), 2,3-부틸렌카보네이트, 1,2-펜틸렌 카보네이트, 2,3-펜틸렌카보네이트, 비닐렌카보네이트(VC) 및 플루오르에틸렌카보네이트일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.In the non-aqueous electrolytic solution for a lithium secondary battery, the non-aqueous solvent is not limited, but a carbonate-based solvent is preferably used. The carbonate-based solvent may be a linear carbonate-based solvent, a cyclic carbonate- . Specific examples of the linear carbonate solvent include dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), ethyl propyl carbonate (EPC), ethyl methyl carbonate (EMC) and methyl propyl carbonate Specific examples of the cyclic carbonate-based solvent include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), 1,2-butylene carbonate (BC), 2,3-butylene carbonate But are not limited to, pentylene carbonate, 2,3-pentylene carbonate, vinylene carbonate (VC) and fluoroethylene carbonate.

상기 환형 카보네이트계 용매는 극성이 커서 리튬 이온을 충분히 해리시킬 수 있는 반면, 점도가 커서 이온 전도도가 작은 단점이 있기 때문에, 상기 환형 카보네이트계 용매에 극성은 작지만 점도가 낮은 선형 카보네이트계 용매를 혼합하여 사용함으로써 리튬 이차전지의 특성을 최적화할 수 있다. 따라서, 상기 비수성 용매로 환형 카보네이트계 용매에서 선택되는 하나 이상의 용매와 선형 카보네이트계 용매에서 선택되는 하나 이상의 용매를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 혼합용매는 환형 카보네이트계 용매와 선형 카보네이트계 용매를 부피비를 기준으로 9:1 내지 1:9의 부피비로 혼합 할 수 있으며, 바람직하게는 2:8 내지 8:2의 부피비로 혼합하여 사용하는 것이 전지의 수명특성과 보존특성 측면에서 가장 바람직하다. Since the cyclic carbonate-based solvent has a large polarity and can sufficiently dissociate lithium ions, it has a disadvantage in that the ionic conductivity is low due to the high viscosity. Therefore, a linear carbonate-based solvent having a low polarity but a low viscosity is mixed with the cyclic carbonate- The characteristics of the lithium secondary battery can be optimized. Therefore, it is preferable to mix at least one solvent selected from a cyclic carbonate-based solvent and at least one solvent selected from a linear carbonate-based solvent with the non-aqueous solvent. At this time, the mixed solvent may be prepared by mixing the cyclic carbonate solvent and the linear carbonate solvent at a volume ratio of 9: 1 to 1: 9, preferably 2: 8 to 8: 2, It is most preferable in terms of life characteristics and storage characteristics of the battery.

특히, 환형 카보네이트계 용매 중에서는 유전율이 높은 에틸렌카보네이트(EC) 또는 프로필렌카보네이트(PC)와 선형 카보네이트계 용매 중에서는 점도가 낮은 디메틸카보네이트(DMC), 에틸메틸카보네이트(EMC) 또는 디에틸카보네이트(DEC)를 혼용하여 사용하는 것이 바람직하다.Particularly, among the cyclic carbonate solvents, ethylene carbonate (EC) or propylene carbonate (PC) having a high dielectric constant and dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC) or diethyl carbonate ) Is preferably used in combination.

본 발명에 따른 상기 리튬 이차전지용 비수성 전해액에서, 상기 리튬염은 LiPF6, LiClO4, LiAsF6, LiBF4, LiSbF6, LiAlO4, LiAlCl4, LiCF3SO3, LiC4F9SO3, LiN(SO2F)2, LiN(C2F5SO3)2, LiN(C2F5SO2)2, LiN(CF3SO2)2. LiSCN, LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(단, x, y는 자연수), LiCl, LiI, LiB(C2O4)2, LiF2BC2O4, LiPF4(C2O4), LiPF2(C2O4)2, LiP(C2O4)3 및 LiPO2F2 로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 이때, 상기 리튬염은 전체 전해액 내에서 0.6 내지 2.0M로 포함되며, 전기전도도와 관련된 성질 및 리튬이온의 이동성과 관련된 점도를 고려할 때 0.7 내지 1.6M의 범위가 되도록 해주는 것이 바람직하다. In the non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery according to the present invention, the lithium salt is at least one selected from the group consisting of LiPF 6 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAlO 4 , LiAlCl 4 , LiCF 3 SO 3 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiN (SO 2 F) 2, LiN (C 2 F 5 SO 3) 2, LiN (C 2 F 5 SO 2) 2, LiN (CF 3 SO 2) 2. LiSCN, LiN (C x F 2x + 1 SO 2) (C y F 2y + 1 SO 2) ( in this example, x, y are natural numbers), LiCl, LiI, LiB ( C 2 O 4) 2, LiF 2 BC 2 O 4 , LiPF 4 (C 2 O 4 ), LiPF 2 (C 2 O 4 ) 2 , LiP (C 2 O 4 ) 3 and LiPO 2 F 2 can be used . In this case, the lithium salt is contained in the total electrolyte solution at a concentration of 0.6 to 2.0 M, preferably in the range of 0.7 to 1.6 M in consideration of the properties related to the electric conductivity and the viscosity related to the lithium ion mobility.

본 발명의 리튬 이차전지용 비수성 전해액은 통상 -10 내지 60℃의 온도 범위에서 보존특성이 우수하고 장시간의 수명을 유지할 수 있으며, 리튬 이차 전지의 안전성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한 본 발명에 따른 리튬 이차전지용 비수성 전해액은 4.4V 영역의 전압에서도 전기화학적으로 안정적인 특성을 유지하므로 리튬 금속 이차전지, 리튬 이온 이차전지, 리튬 폴리머 이차전지 또는 리튬 이온 폴리머 이차전지 등 모든 리튬 이차전지에 적용 될 수 있다.The nonaqueous electrolytic solution for a lithium secondary battery of the present invention has excellent storage characteristics in a temperature range of -10 to 60 캜, can maintain a long life, and can improve the safety and reliability of the lithium secondary battery. Also, the non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery according to the present invention maintains electrochemically stable characteristics even at a voltage of 4.4 V, and therefore, all lithium secondary batteries such as a lithium metal secondary battery, a lithium ion secondary battery, a lithium polymer secondary battery or a lithium ion polymer secondary battery It can be applied to a battery.

본 발명은 a) 리튬을 흡장 및 방출할 수 있는 양극활물질을 포함하는 양극; b) 리튬을 흡장 및 방출할 수 있는 음극활물질을 포함하는 음극; c) 제 1항 내지 제 6항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 전해액; 및 d) 분리막; 을 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다.The present invention provides a positive electrode comprising: a) a positive electrode comprising a positive electrode active material capable of intercalating and deintercalating lithium; b) a negative electrode comprising a negative electrode active material capable of intercalating and deintercalating lithium; c) an electrolytic solution according to any one of claims 1 to 6; And d) a separator; And a lithium secondary battery.

상기 양극은 집전체 및 상기 집전체상에 형성되어 있는 양극활물질층을 포함할 수 있다. 상기 양극활물질층은 리튬을 흡장 및 방출할 수 있는 양극활물질, 바인더 및 도전재에서 선택되는 하나이상의 물질을 포함할 수 있다. 이때, 상기 양극활물질은 코발트, 망간 및 니켈에서 선택되는 최소한 1종 및 리튬과의 복합 금속 산화물인 것이 바람직하다. 금속 사이의 고용율은 다양하게 이루어질 수 있으며, 이들 금속 외에 Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, Sn, V, Ge, Ga, B, As, Zr, Mn, Cr, Fe, Sr, V 및 희토류 원소로 이루어진 군에서 선택되는 원소가 더 포함될 수 있다. 상기 양극활물질의 구체적인 예로는 LiCoO2, LiMnO2, LiMn2O4, LiNiO2 또는 LiNi1-x-yCoxMyO2(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1, M은 Al, Sr, Mg, Mn 또는 La) 등의 리튬금속산화물 또는 리튬 칼코게나이드 화합물과 같은 리튬 인터칼레이션 화합물을 사용할 수 있으며, 이에 제한되지 않고 리튬 2차 전지에서 양전극 활물질로서 사용가능한 임의의 물질을 사용할 수 있다. The positive electrode may include a current collector and a positive electrode active material layer formed on the current collector. The cathode active material layer may include at least one material selected from a cathode active material capable of occluding and releasing lithium, a binder, and a conductive material. At this time, it is preferable that the cathode active material is a composite metal oxide of lithium and at least one kind selected from cobalt, manganese and nickel. In addition to these metals, the employment rate of the metals may be varied. In addition to these metals, Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, Sn, V, Ge, Ga, B, As, Zr, Mn, Sr, V, and a rare earth element. Specific examples of the positive electrode active material include LiCoO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 or LiNi 1 -x-yCo x M y O 2 (0? X? 1, 0? Y? 1, and M is a lithium metal oxide such as Al, Sr, Mg, Mn or La), or a lithium intercalation compound such as a lithium chalcogenide compound. However, the lithium intercalation compound is not limited to this and can be used as a positive electrode active material Any available material may be used.

상기 음극은 집전체 및 상기 집전체상에 형성되어 있는 음극활물질층을 포함할 수 있다. 상기 음극활물질층은 리튬을 흡장 및 방출할 수 있는 음극활물질, 바인더 및 도전재에서 선택되는 하나이상의 물질을 포함할 수 있다. 이때, 상기 음극활물질로는 결정질 탄소, 비정질 탄소, 탄소 복합체, 탄소 섬유, 리튬금속, 리튬 합금 또는 탄소-금속복합체가 바람직하며, 이에 제한되지 않고 이차전지에서 음극활물질로서 사용가능한 임의의 물질을 사용할 수 있다.The negative electrode may include a current collector and a negative electrode active material layer formed on the current collector. The negative electrode active material layer may include at least one material selected from a negative electrode active material capable of intercalating and deintercalating lithium, a binder and a conductive material. The negative electrode active material is preferably a crystalline carbon, an amorphous carbon, a carbon composite, a carbon fiber, a lithium metal, a lithium alloy, or a carbon-metal composite, but is not limited thereto and any material usable as an anode active material in a secondary battery may be used .

상기 양극 및/또는 음극은 전극 활물질, 바인더 및 도전재, 필요한 경우 증점제를 용매에 분산시켜 전극 슬러리 조성물을 제조하고, 이 슬러리 조성물을 전극 집전체에 도포하여 제조될 수 있다. 양극 집전체로는 흔히 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등을 사용할 수 있고, 음극 집전체로는 흔히 구리 또는 구리 합금 등을 사용할 수 있다. 상기 양극집전체 또는 음극집전체의 형태로는 포일이나 메시 형태를 들 수 있다.The anode and / or the cathode may be prepared by dispersing an electrode active material, a binder and a conductive material, if necessary, a thickener in a solvent to prepare an electrode slurry composition, and applying the slurry composition to an electrode current collector. As the positive electrode current collector, aluminum or an aluminum alloy may be commonly used, and copper or a copper alloy may be used as the negative electrode current collector. The anode current collector or the anode current collector may be in the form of a foil or a mesh.

상기 바인더는 활물질의 페이스트화, 활물질의 상호 접착, 집전체와의 접착, 활물질 팽창 및 수축에 대한 완충효과 등의 역할을 하는 물질로서, 통상의 당업자에 의해 사용될 수 있는 것이면 모두 가능하다. 이의 구체적인 일예로는, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스, 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF), 폴리헥사플루오로프로필렌-폴리비닐리덴플루오라이드의 공중합체(PVdF/HFP)), 폴리(비닐아세테이트), 알킬레이티드폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐에테르, 폴리(메틸메타크릴레이트), 폴리(에틸아크릴레이트), 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐피리딘, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌-부타디엔 고무, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 에폭시 수지 또는 나일론 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The binder may be any material that can be used by those skilled in the art, for example, by pasting the active material, mutual adhesion of the active material, adhesion to the current collector, buffering effect on expansion and contraction of the active material, and the like. Specific examples thereof include polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose, diacetylcellulose, polyvinyl chloride, carboxylated polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, polyethylene oxide, polyvinyl pyrrolidone, poly Polyvinylidene fluoride (PVdF), copolymers of polyhexafluoropropylene-polyvinylidene fluoride (PVdF / HFP)), poly (vinyl acetate), alkylated polyethylene oxide, Butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, polyacrylonitrile, Butadiene rubber, epoxy resin or nylon may be used. However, It is not.

상기 도전재는 전극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 구성되는 전지에 있어서, 화학변화를 야기하지 않고 전자 전도성 재료이면 어떠한 것도 사용가능하다. 상기 도전재의 일예로는, 흑연계 도전재, 카본 블랙계 도전재, 금속 및 금속 화합물계 도전재로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다. 상기 흑연계 도전재의 구체적인 예로는 인조흑연 또는 천연 흑연 일 수 있으며, 카본 블랙계 도전재의 구체적인 예로는 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙(ketjen black), 덴카 블랙(denka black), 써멀 블랙(thermal black) 또는 채널 블랙(channel black) 등이 있으며, 금속 또는 금속 화합물계 도전재의 구체적인 예로는 주석, 산화주석, 인산주석(SnPO4), 산화티타늄, 티탄산칼륨, LaSrCoO3, LaSrMnO3와 같은 페로브스카이트(perovskite) 물질일 수 있으나, 상기 열거된 도전재에 한정되는 것은 아니다.The conductive material is used for imparting conductivity to the electrode. Any conductive material may be used for the battery without causing any chemical change. Examples of the conductive material include at least one selected from the group consisting of graphite-based conductive materials, carbon black-based conductive materials, and metal and metal compound-based conductive materials. Specific examples of the graphite-based conductive material may be artificial graphite or natural graphite. Specific examples of the carbon black-based conductive material include acetylene black, ketjen black, denka black, thermal black, or channel And black (channel black), and specific examples of the metal or metal compound conductive material include perovskite such as tin, tin oxide, tin phosphate (SnPO 4 ), titanium oxide, potassium titanate, LaSrCoO 3 , LaSrMnO 3 , ), But it is not limited to the above-mentioned conductive materials.

또한 필요에 따라 추가적으로 증점제를 사용할 수 있으며, 이는 활물질 슬러리 점도조절의 역할을 할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 이의 구체적인 예로는 카르복시메틸 셀룰로오스, 하이드록시메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스 또는 하이드록시프로필 셀룰로오스 일 수 있다.Further, if necessary, a thickener may be further used, and it is not particularly limited as long as it can control the slurry viscosity of the active material. Specific examples thereof include carboxymethylcellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose or hydroxypropylcellulose Lt; / RTI >

전극 활물질, 바인더 및 도전재가 분산되는 용매로는 비수성 용매, 수성용매 또는 이들의 혼합용매가 사용될 수 있다. 이때, 비수성 용매로는 N-메틸-2-피롤디돈(NMP), 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N,N-디메틸아미노프로필아민, 에틸렌옥사이드 또는 테트라히드로퓨란일 수 있다.As the solvent in which the electrode active material, the binder and the conductive material are dispersed, a non-aqueous solvent, an aqueous solvent or a mixed solvent thereof may be used. The non-aqueous solvent may be N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylformamide, dimethylacetamide, N, N-dimethylaminopropylamine, ethylene oxide or tetrahydrofuran.

본 발명에 따른 상기 리튬 이차전지는 양극 및 음극 사이에 단락을 방지하고 리튬 이온의 이동통로를 제공하는 분리막을 포함할 수 있으며, 이러한 분리막으로는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌/폴리프로필렌, 폴리에틸렌/폴리프로필렌/폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌/폴리에틸렌/폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 고분자 단일막 또는 이들의 다중막, 미세다공성 필름, 직포 또는 부직포가 사용될 수 있다.The lithium secondary battery according to the present invention may include a separator to prevent a short circuit between the positive electrode and the negative electrode and to provide a passage for lithium ion. Examples of the separator include a polypropylene, a polyethylene, a polyethylene / polypropylene, A polyolefin-based polymer monolayer such as propylene / polyethylene or polypropylene / polyethylene / polypropylene, or a multilayer thereof, a microporous film, a woven fabric or a nonwoven fabric may be used.

또한 상기 리튬 이차전지는 각형, 원통형 또는 파우치형으로 이루어지는 것이 바람직하나, 전지의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.
Further, the lithium secondary battery is preferably formed in a square, cylindrical or pouch shape, but the shape of the battery is not limited thereto.

이하의 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명의 예시에 불과한 것으로서 본 발명의 특허 청구 범위가 이에 따라 한정되는 것은 아니다.
The present invention will be described in detail with reference to the following examples. However, the following examples are merely examples of the present invention, and the claims of the present invention are not limited thereto.

[실시예 1][Example 1]

양극 활물질로서 LiCoO2와 바인더로서 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF) 및 도전재로서 카본블랙을 92:4:4의 중량비로 혼합한 다음, N-메틸-2-피롤리돈에 분산시켜 양극 슬러리를 제조하였다. 이 슬러리를 두께 20㎛의 알루미늄 호일에 코팅한 후 건조, 압연하여 양극을 제조하였다. LiCoO 2 as a positive electrode active material, polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder and carbon black as a conductive material were mixed at a weight ratio of 92: 4: 4 and then dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone to prepare a positive electrode slurry . This slurry was coated on an aluminum foil having a thickness of 20 mu m, followed by drying and rolling to prepare a positive electrode.

음극 활물질로 결정성 인조 흑연과 도전재로서 아세틸렌블랙 및 바인더로서 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF)를 92:1:7의 중량비로 혼합하고 N-메틸-2-피롤리돈에 분산시켜 음극 활물질 슬러리를 제조하였다. 이 슬러리를 두께 15㎛의 구리 호일에 코팅한 후 건조, 압연하여 음극을 제조하였다.Acetylene black as a conductive material and polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder were mixed in a weight ratio of 92: 1: 7 and dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone as an anode active material to obtain an anode active material slurry . This slurry was coated on a copper foil having a thickness of 15 mu m, followed by drying and rolling to prepare a negative electrode.

상기 제조된 전극들 사이에 두께 20㎛의 폴리에틸렌(PE) 재질의 필름 세퍼레이터를 스택킹(Stacking)하여 권취 및 압축하여 두께 6 mm x 가로 35 mm x 세로 60 mm 사이즈의 파우치를 이용하여 셀(Cell)을 구성하였고, 하기 비수성 전해액을 주입하여 리튬 이차전지를 제조하였다.A thickness of 20 mu m Polyethylene (PE) film A separator was stacked and wound and compressed to form a cell using a pouch having a size of 6 mm x 35 mm x 60 mm and a non-aqueous electrolyte solution was injected to prepare a lithium secondary battery .

상기 전해액은 에틸렌 카보네이트(EC) : 에틸메틸 카보네이트(EMC)의 혼합용매(3:7 부피비)에 LiPF6을 1.0M이 되도록 용해시킨 다음, Tetrafluoroethane beta-sultone 0.5 중량%을 첨가하여 제조하였다.The electrolyte solution was prepared by dissolving LiPF 6 to a concentration of 1.0 M in a mixed solvent of ethylene carbonate (EC): ethyl methyl carbonate (EMC) (3: 7 by volume) and then adding 0.5 wt% of Tetrafluoroethane beta-sultone.

상기의 제조방법으로 제조된 리튬 이차전지를 이용하여, 4.2V까지 1C 충전 후 2C 방전하는 과정을 300회 반복하여 수명 특성(사이클 성능)을 측정하였다. 초기 방전용량 및 300사이클에서의 방전용량을 초기 용량대비 백분율로 계산하여, 상온(25℃)에서의 사이클 수명 특성 평가하였으며(표1 참조), 상기의 제조방법으로 제조된 리튬 이차전지를 고온챔버에 넣고, 4.2V까지 1C 충전 후 2C 방전하는 과정을 300회 반복하여 고온 수명 특성을 측정하였다. 초기 방전용량 및 300사이클에서의 방전용량을 초기 용량대비 백분율로 계산하여, 고온(45℃)에서의 사이클 수명 특성을 평가하였다(표2 참조).Using the lithium secondary battery manufactured by the above-described manufacturing method, the cycle of charging 1 C to 4.2 V and discharging 2 C was repeated 300 times to measure the lifetime characteristics (cycle performance). The cycle life characteristics at room temperature (25 캜) were evaluated by calculating the initial discharge capacity and the discharge capacity at 300 cycles as a percentage relative to the initial capacity (see Table 1), and the lithium secondary battery manufactured by the above- And the process of discharging at 2C after charging 1C to 4.2V was repeated 300 times to measure high temperature lifetime characteristics. The cycle life characteristics at a high temperature (45 캜) were evaluated by calculating the initial discharge capacity and the discharge capacity at 300 cycles as a percentage of the initial capacity (see Table 2).

또한 상기의 제조방법으로 제조된 리튬 이차전지를 4.2V까지 1C 충전 후 Impedance analyzer를 이용하여 교류 임피던스 측정을 하여 상기 리튬 이차전지의 전지 저항 특성을 평가하였다(표3 참조).
Also, the lithium secondary battery manufactured by the above-described method was charged at 1 C to 4.2 V, and then the AC impedance was measured using an impedance analyzer to evaluate the battery resistance characteristics of the lithium secondary battery (see Table 3).

[실시예 2][Example 2]

Tetrafluoroethane beta-sultone 0.5 중량%을 첨가하는 대신 1 중량%을 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하고, 상온(25℃) 및 고온(45℃)에서의 사이클 수명 특성과 전지의 저항 특성을 평가하였다(표1 내지 표3 참조).
A lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that 1 wt% was added instead of 0.5 wt% of tetrafluoroethane beta-sultone, and the cycle life at room temperature (25 ° C) and at high temperature (45 ° C) And the resistance characteristics of the battery were evaluated (see Tables 1 to 3).

[실시예 3][Example 3]

실시예 2 의 조성에 비닐렌카보네이트(VC) 0.5 중량%을 추가로 첨가하여 리튬 이차전지를 제조하고, 상온(25℃) 및 고온(45℃)에서의 사이클 수명 특성과 전지의 저항 특성을 평가하였다(표1 내지 표3 참조).
0.5% by weight of vinylene carbonate (VC) was further added to the composition of Example 2 to prepare a lithium secondary battery, and the cycle life characteristics at room temperature (25 占 폚) and the high temperature (45 占 폚) (See Tables 1 to 3).

[비교예 1][Comparative Example 1]

Tetrafluoroethane beta-sultone을 첨가하지 않는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하고, 상온(25℃) 및 고온(45℃)에서의 사이클 수명 특성과 전지의 저항 특성을 평가하였다(표1 내지 표3 참조).
A lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that tetrafluoroethane beta -sultone was not added, and the cycle life characteristics at room temperature (25 DEG C) and the high temperature (45 DEG C) and the resistance characteristics of the battery were evaluated (See Tables 1 to 3).

[비교예 2][Comparative Example 2]

실시예 1에서 Tetrafluoroethane beta-sultone 대신 VC 0.5 중량%를 첨가하여 이차전지를 제조하고, 상온(25℃) 및 고온(45℃)에서의 사이클 수명 특성과 전지의 저항 특성을 평가하였다(표1 내지 표3 참조).
A secondary battery was prepared by adding 0.5 wt% of VC instead of Tetrafluoroethane beta-sultone in Example 1 and the cycle life characteristics and the resistance characteristics of the battery at room temperature (25 ° C) and high temperature (45 ° C) See Table 3).

Figure 112014045616719-pat00003
Figure 112014045616719-pat00003

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예 1내지 3의 전해액이 300사이클에서도 초기용량대비 사이클 용량비가 비교예 1 및 2에 비해 우수한 상온 수명성능을 보임을 확인 할 수 있었고, 실시예 3의 결과에서 본 발명의 첨가제와 VC를 함께 사용하면 더 우수한 상온 수명성능을 보임을 확인할 수 있었다.
As shown in Table 1, it was confirmed that even when the electrolytic solution of Examples 1 to 3 of the present invention had 300 cycles, the cycle capacity ratio to the initial capacity was superior to that of Comparative Examples 1 and 2, It was confirmed that when the additive of the present invention and VC were used together, it showed better room temperature lifetime performance.

Figure 112014045616719-pat00004
Figure 112014045616719-pat00004

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예 1내지 3의 전해액이 비교예 1 및 2에 비해 우수한 고온 수명성능을 보여주는 것을 확인할 수 있었고, 실시예 3의 결과에서 본 발명의 첨가제와 VC를 함께 사용하면 더 우수한 고온 수명성능을 보임을 확인할 수 있었다.
As shown in Table 2, it was confirmed that the electrolytic solutions of Examples 1 to 3 of the present invention show excellent high-temperature lifetime performance as compared with Comparative Examples 1 and 2. From the results of Example 3, And it was confirmed that the use of the present invention shows better high-temperature lifetime performance.

Figure 112014045616719-pat00005
Figure 112014045616719-pat00005

상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예 1내지 3의 전해액이 비교예 1 및 2에 비해 전지의 저항값이 낮아 고출력의 리튬 이차전지의 제작이 가능하다.As shown in Table 3, the electrolytic solution of Examples 1 to 3 of the present invention has a lower resistance value than that of Comparative Examples 1 and 2, making it possible to produce a high output lithium secondary battery.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 첨가제로 Tetrafluoroethane beta-sultone을 포함하는 리튬 이차전지용 비수성 전해액을 사용한 리튬 이차전지는 상온 및 고온 저장 안정성이 우수하여 안정적인 수명 특성을 가지며, 낮은 저항값으로 인해 고효율 및 고출력의 특징을 가진다.As described above, the present invention provides a lithium secondary battery using a non-aqueous electrolyte for a lithium secondary battery including Tetrafluoroethane beta-sultone as an additive, has excellent storage stability at room temperature and high temperature, has a stable lifetime characteristic, And high power.

Claims (8)

이차 전지용 전해액에 있어서, 상기 전해액은
(a) 하기 화학식1로 표시되는 첨가제인 테트라플루오로에탄 베타-설톤(Tetrafluoroethane beta-sultone); (b) 리튬염; 및 (c) 선형 카보네이트계 용매, 환형 카보네이트계 용매 또는 이들의 혼합용매인 비수성 용매; 를 포함하는 리튬 이차전지용 비수성 전해액.
[화학식 1]
Figure 112015097203304-pat00006
In the electrolyte solution for a secondary battery,
(a) Tetrafluoroethane beta-sultone, which is an additive represented by the following formula (1); (b) a lithium salt; And (c) a non-aqueous solvent which is a linear carbonate-based solvent, a cyclic carbonate-based solvent or a mixed solvent thereof; And a non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery.
[Chemical Formula 1]
Figure 112015097203304-pat00006
제 1항에 있어서,
첨가제는 상기 전해액 총 중량에 대하여 0.05 내지 10중량%로 포함되는 것인 리튬 이차전지용 비수성 전해액.
The method according to claim 1,
Wherein the additive is contained in an amount of 0.05 to 10% by weight based on the total weight of the electrolyte solution.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 선형 카보네이트계 용매는 디메틸카보네이트(DMC), 디에틸카보네이트(DEC), 디프로필카보네이트(DPC), 에틸프로필카보네이트(EPC), 에틸메틸카보네이트(EMC) 및 메틸프로필카보네이트(MPC)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이며, 환형 카보네이트계 용매는 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 1,2-부틸렌카보네이트(BC), 2,3-부틸렌카보네이트, 1,2-펜틸렌 카보네이트, 2,3-펜틸렌카보네이트, 비닐렌카보네이트(VC) 및 플루오르에틸렌카보네이트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 리튬 이차전지용 비수성 전해액.
The method according to claim 1,
The linear carbonate solvent may be selected from the group consisting of dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), ethyl propyl carbonate (EPC), ethyl methyl carbonate (EMC) and methyl propyl carbonate And the cyclic carbonate solvent is one or more selected from the group consisting of ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), 1,2-butylene carbonate (BC), 2,3-butylene carbonate, And at least one selected from the group consisting of ethylene carbonate, 2,3-pentylene carbonate, vinylene carbonate (VC), and fluoroethylene carbonate.
제 1항에 있어서,
상기 혼합용매는 환형 카보네이트계 용매와 선형 카보네이트계 용매를 1:1 내지 1:9 의 부피비로 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 비수성 전해액.
The method according to claim 1,
Wherein the mixed solvent is a mixture of a cyclic carbonate solvent and a linear carbonate solvent in a volume ratio of 1: 1 to 1: 9.
제 1항에 있어서,
상기 리튬염은 LiPF6, LiClO4, LiAsF6, LiBF4, LiSbF6, LiAlO4, LiAlCl4, LiCF3SO3, LiC4F9SO3, LiN(SO2F)2, LiN(C2F5SO3)2, LiN(C2F5SO2)2, LiN(CF3SO2)2. LiSCN, LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(단, x, y는 자연수), LiCl, LiI, LiB(C2O4)2, LiF2BC2O4, LiPF4(C2O4), LiPF2(C2O4)2, LiP(C2O4)3 및 LiPO2F2 로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 리튬 이차전지용 비수성 전해액.
The method according to claim 1,
Wherein the lithium salt is selected from the group consisting of LiPF 6 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAlO 4 , LiAlCl 4 , LiCF 3 SO 3 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiN (SO 2 F) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 3 ) 2, LiN (C 2 F 5 SO 2) 2, LiN (CF 3 SO 2) 2. LiSCN, LiN (C x F 2x + 1 SO 2) (C y F 2y + 1 SO 2) ( in this example, x, y are natural numbers), LiCl, LiI, LiB ( C 2 O 4) 2, LiF 2 BC 2 Which is one or a mixture of two or more selected from the group consisting of LiPO 4 , LiPF 4 (C 2 O 4 ), LiPF 2 (C 2 O 4 ) 2 , LiP (C 2 O 4 ) 3 and LiPO 2 F 2 Non-aqueous electrolytic solution.
제 1항에 있어서,
상기 리튬염은 0.6 내지 2.0M의 농도로 존재하는 리튬 이차전지용 비수성 전해액.
The method according to claim 1,
Wherein the lithium salt is present in a concentration of 0.6 to 2.0 M. 6. A non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery,
리튬을 흡장 및 방출할 수 있는 양극활물질을 포함하는 양극;
리튬을 흡장 및 방출할 수 있는 음극활물질을 포함하는 음극;
제 1항, 제 2항 및 제 4항 내지 제 7항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 전해액; 및
분리막; 을 포함하는 리튬 이차전지.
A positive electrode comprising a positive electrode active material capable of intercalating and deintercalating lithium;
An anode including a negative electrode active material capable of intercalating and deintercalating lithium;
An electrolytic solution according to any one of claims 1, 2, and 4 to 7; And
Separation membrane; ≪ / RTI >
KR1020140058237A 2014-05-15 2014-05-15 electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery containing the same KR101586681B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140058237A KR101586681B1 (en) 2014-05-15 2014-05-15 electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery containing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140058237A KR101586681B1 (en) 2014-05-15 2014-05-15 electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery containing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150131509A KR20150131509A (en) 2015-11-25
KR101586681B1 true KR101586681B1 (en) 2016-01-19

Family

ID=54845338

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140058237A KR101586681B1 (en) 2014-05-15 2014-05-15 electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery containing the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101586681B1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021167360A1 (en) * 2020-02-21 2021-08-26 주식회사 엘지에너지솔루션 Non-aqueous electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising same
CN112086682A (en) * 2020-09-29 2020-12-15 宁德新能源科技有限公司 Electrolyte solution, electrochemical device, and electronic device
CN117175015B (en) * 2023-11-02 2024-04-05 深圳新宙邦科技股份有限公司 Nonaqueous electrolyte and battery

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2719161B1 (en) 1994-04-22 1996-08-02 Accumulateurs Fixes Electrochemical rechargeable lithium battery with carbon anode.
JP2001006729A (en) 1999-06-18 2001-01-12 Mitsubishi Chemicals Corp Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP4190162B2 (en) 2001-03-01 2008-12-03 三井化学株式会社 Nonaqueous electrolyte, secondary battery using the same, and additive for electrolyte
KR101073233B1 (en) * 2007-06-15 2011-10-12 주식회사 엘지화학 Non-aqueous electrolyte and electrochemical device comprising the same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
논문1*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150131509A (en) 2015-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100670507B1 (en) Lithium secondary battery
JP4837614B2 (en) Lithium secondary battery
KR101581780B1 (en) electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery containing the same
KR101605957B1 (en) Non-aqueous electrolyte solution and lithium secondary battery including the same
KR101901886B1 (en) Electrolyte for secondary battery and secondary battery containing the same
EP2928005B1 (en) Electrolyte for long cycle life secondary battery and secondary battery containing the same
KR20160081395A (en) An Electrolyte for a lithium ion secondary battery and a lithium ion secondary battery comprising the same
KR20150095248A (en) Electrolyte with additive for lithium secondary battery and lithium secondary battery
CN106797027B (en) Nonaqueous electrolyte lithium secondary battery
KR20150075495A (en) Electrolyte solution for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same
KR101499684B1 (en) Non-aqueous electrolyte for Secondary Batteries and Secondary Batteries containing the same
KR101535865B1 (en) electrolyte for secondary battery containing boron-based lithium salt and a secondary battery containing the same
KR101586681B1 (en) electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery containing the same
KR101736771B1 (en) Nonaqueous Electrolyte for secondary battery and secondary battery containing the same
KR101625848B1 (en) electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery containing the same
KR101581782B1 (en) Electrolyte for high capacity secondary battery and secondary battery containing the same
KR101637999B1 (en) electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery containing the same
KR20160081405A (en) An Electrolyte for a lithium ion secondary battery and a lithium ion secondary battery comprising the same
KR101638001B1 (en) electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery containing the same
KR101433662B1 (en) electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the same
WO2023087168A1 (en) Electrolyte, secondary battery, battery module, battery pack, and electric device
KR102034810B1 (en) Non-aqueous electrolyte solution and lithium secondary battery comprising the same
KR101750213B1 (en) Lithium secondary battery
KR101625851B1 (en) electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery containing the same
KR20150061903A (en) electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery containing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190104

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191213

Year of fee payment: 5