KR101679719B1 - 비수 전해액 및 이를 이용한 리튬 이차전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비수성 비수성 유기용매; 첨가제; 및 리튬 플루오로설포닐 이미드 (lithium fluoro sulfonyl imide, LiFSI)를 포함하고, 상기 리튬 플루오로설포닐 이미드 (LiFSI)의 몰 농도가 1.5 ~ 2.5 M 인 리튬 이차전지용 비수 전해액 에 관한 것이다.

Description

비수 전해액 및 이를 이용한 리튬 이차전지{Nonaqueous electrolyte and lithium secondary battery using the same}
본 발명은 리튬 이차전지용 비수전해액에 관한 것으로 리튬전지의 전지특성 및 전지의 수명을 향상시킬 수 있는 신규한 리튬 이차전지용 비수전해액에 관한 것이다.
리튬 이차전지는 고용량의 장점 때문에 활용도와 중요성이 점차 증가되고 있으며, 특히 HEV/PHEV와 같은 고출력이 요구되는 환경에서는 전지의 Rate 특성의 향상이 요구된다. 상기 Rate 특성은 전극 표면에 형성되는 피막의 성질과 전해액의 이온 전도도에 따라 차이가 날 수 있다.
리튬이온 이차전지의 경우 초기 충전시 양극인 리튬금속 산화물로부터 나온 리튬 이온이 음극인 그래파이트 전극으로 이동하여 그래파이트에 삽입된다. 이때 리튬이온과 비수 전해액 또는 염의 음이온 등의 분해산물이 반응하여 그래파이트 표면 위에 얇은 피막을 형성하게 되는데, 이러한 피막을 SEI층(Solid electrolyte interface layer: SEI layer)이라고 한다.
이 SEI층은 리튬 이온은 통과시키되 전자의 이동은 막아준다. 또한 그래파이트 음극에 리튬이온이 분자량이 큰 전해액의 유기용매환원 부산물과 함께 삽입되면서 그래파이트 구조가 붕괴되는 것을 막아준다. 또한 SEI층이 형성되고 나면, 리튬 이온이 다른 유기용매나 염의 음이온 등과 추가적인 부반응을 하지 않도록 막아주어 긴 충방전 동안에도 방전 용량이 유지될 수 있다. SEI 피막 형성이 제대로 되지 않았을 „b우에는 지속적인 전해액의 분해가 생겨나 전지 성능의 급격한 하락을 주도한다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 한국 공개 특허 2012-0035638에서와 같이, 카보네이트 유기용매의 용매 성분의 조성을 다양하게 변화시키거나 특정 첨가제를 혼합하여 SEI층 형성 반응의 양상을 변화시키려는 연구가 진행되어 왔으나, 용매 성분을 변화시키거나 특정 화합물을 전해액에 첨가할 경우, 일부 항목의 성능은 향상 되지만, 다른 항목의 성능은 감소되는 경우가 많았다.
전해액의 이온 전도도를 올리기 위해서 DME (dimethoxy ethane)같은 에테르 계의 용매를 사용할 수 있다. 그러나 에테르 계인 경우 튼튼한 SEI 피막을 형성하지는 못하는 것으로 알려져 있고, 전기 화학적으로 안정도가 높은 편이 아니므로 수명에 취약하여 4.2V 이상의 전지에서 광범위하게 사용되지는 않고 있다. 특히 기존에 광범위하게 사용되는 LiPF6의 경우 thermal stability가 떨어져 음이온의 분해 산물들이 생겨나고 이러한 분해 산물들이 전해액의 전기 화학적 분해 반응을 더욱 가속화 시킬 수가 있다.
이에 리튬염 자체의 조절을 통하여 전지 성능을 향상시키려는 연구의 필요성이 요구되었다.
KR 2012-0035638 A
따라서 본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 특정의 리튬염을 사용하고 그 농도를 조절함으로써, 전지의 C-rate 특성 및 전해액의 안정성을 향상시킬 수 있는 리튬 이차전지용 비수 전해액 및 이를 이용한 리튬 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 비수성 유기용매; 첨가제; 및 리튬 플루오로설포닐 이미드 (lithium fluoro sulfonyl imide, LiFSI)를 포함하고, 상기 리튬 플루오로설포닐 이미드 (LiFSI)의 몰 농도가 1.5 ~ 2.5 M 인 리튬 이차전지용 비수 전해액을 제공한다.
또한 본 발명은 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막으로 이루어진 전극조립체 및 상기 전극 조립체에 주입된 비수 전해액을 구비하는 리튬 이차전지에 있어서, 상기 비수 전해액이 상기의 리튬 이차전지용 비수 전해액인 리튬 이차전지를 제공한다.
본 발명은 특정의 리튬염을 사용하고 그 농도를 고농도의 범위로 조절함으로써, C-rate 특성이 향상시킬 뿐만 아니라, 전해액 및 전해액에 포함된 리튬염의 안정성을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 LiFSI의 농도에 따른 전지의 C rate 특성을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 LiFSI의 농도에 따른 고온 수명 특성을 나타낸 그래프이다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은 비수성 유기용매; 첨가제; 및 리튬 플루오로설포닐 이미드 (lithium fluoro sulfonyl imide, LiFSI)를 포함하고, 상기 리튬 플루오로설포닐 이미드 (LiFSI)의 몰 농도가 1.5 ~ 2.5 M 인 리튬 이차전지용 비수 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제공하는 것으로, 특히, 본 발명은 비수전해액에 고농도의 이미드계열 리튬염을 사용하여 C-rate 특성 및 수명향상을 도모하였다.
이미드계열 리튬염은 부식에 취약하나, 본 발명은 특정의 리튬염인 리튬 플루오로설포닐 이미드 (LiFSI)을 함유함으로써 부식 문제가 생기지 않았다.
먼저, 본 발명의 리튬 이차전지용 비수 전해액은 비수성 유기용매; 첨가제; 및 리튬 플루오로설포닐 이미드 (LiFSI)을 포함하고, 상기 리튬 플루오로설포닐 이미드 (LiFSI)의 몰 농도가 1.5 ~ 2.5 M 인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 리튬 이차전지용 비수 전해액은 리튬염으로 리튬 플루오로설포닐 이미드 (lithium fluoro sulfonyl imide, LiFSI)을 사용한다. 상기 전해액에서 상기 리튬 플루오로설포닐 이미드 (LiFSI)의 농도는 1.5 내지 2.5 M 범위인 것이 바람직하며, 1.8 내지 2.5 M 범위인 것이 더욱 바람직하다. 본 발명은 상기 리튬 플루오로설포닐 이미드 (LiFSI)의 리튬염을 종래의 전해액에 비하여 현저하게 고농도로 포함하여 사용하기 때문에, 에테르 계통의 용매를 사용하였을 때의 전해액의 안정성을 향상할 수 있는 효과가 있다. 구체적으로, 상기 리튬 플루오로설포닐 이미드 (LiFSI)의 몰농도가 1.5 M 보다 낮으면 전해액의 안정성이 개선되지 않고, 2.5 M 보다 높으면 점도가 너무 증가하여 이온 전도도가 떨어지면서 오히려 전지 성능이 감소하는 문제가 생긴다.
본 발명의 리튬 이차전지용 비수 전해액에 있어서, 상기 비수성 유기용매로는 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. 특히, 상기 비수성 유기용매로 선형 에테르 화합물 및 환형 카보네이트 화합물을 사용할 수 있다.
상기 선형 에테르 화합물로는 디메틸 에테르, 디에틸 에테르, 디프로필 에테르, 메틸에틸 에테르, 메틸프로필 에테르, 에틸프로필 에테르, 디에톡시메탄, 디메톡시에탄 및 1-에톡시-2-에톡시에탄으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 환형 카보네이트 화합물로는 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 1,2-부틸렌 카보네이트, 2,3-부틸렌 카보네이트, 1,2-펜틸렌 카보네이트, 2,3-펜틸렌 카보네이트, 비닐렌 카보네이트, 비닐에틸렌 카보네이트 및 이들의 할로겐화물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다.
특히, 상기 환형 카보네이트 화합물 중 에틸렌 카보네이트 및 프로필렌 카보네이트는 고점도의 유기용매로서 유전율이 높아 전해질 내의 리튬염을 보다 더 잘 해리시킬 수 있으며, 이러한 환형 카보네이트에 저점도, 저유전율 선형 카보네이트를 적당한 비율로 혼합하여 사용하면 보다 높은 이온 전도도를 갖는 전해액을 만들 수 있다.
본 발명의 비수성 유기용매는 환형 카보네이트 15~65 중량% 및 선형 에테르 화합물 35~85 중량%로 포함하는 것이 바람직하다. 유전률이 높은 상기 환형 카보네이트를 15중량% 이하로 사용하게 되면 염이 잘 녹지 않아 고농도의 전해액을 제조할 수 없고, 65 중량%보다 많이 포함하게 되면 점도가 너무 증가하여 이온 전도도가 떨어지는 문제가 있다. 또한, 상기 선형 에테르 화합물을 65중량% 이하로 사용하게 되면 저점도의 특성을 많이 부과할 수 없어 이온 전도도가 떨어지고, 85 중량%보다 많이 사용하게 되면 전해액의 유전률이 떨어지게 되어 고농도의 염 농도를 갖는 전해액을 제조하기 힘들다.
본 발명의 리튬 이차전지용 비수 전해액에 있어서, SEI층 형성을 위하여 첨가제를 포함할 수 있다. 본 발명에서 사용 가능한 상기 첨가제로는 환형 설파이트, 포화 설톤, 불포화 설톤, 비환형 설폰 등을 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으나, SEI층 형성용 이라면 특별한 한정없이 사용할 수 있다. 또한, 전술한 환형 카보네이트 중에서 비닐렌 카보네이트, 비닐에틸렌 카보네이트도 전지의 수명 향상을 위하여 첨가제로서 사용될 수 있다.
상기 환형 설파이트로는 에틸렌 설파이트, 메틸 에틸렌 설파이트, 에틸 에틸렌 설파이트, 4,5-디메틸 에틸렌 설파이트, 4,5-디에틸 에틸렌 설파이트, 프로필렌 설파이트, 4,5-디메틸 프로필렌 설파이트, 4,5-디에틸 프로필렌 설파이트, 4,6-디메틸 프로필렌 설파이트, 4,6-디에틸 프로필렌 설파이트, 1,3-부틸렌 글리콜 설파이트 등을 단독 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 포화 설톤으로는 1,3-프로판 설톤, 1,4-부탄 설톤 등을 단독 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 불포화 설톤으로는 에텐설톤, 1,3-프로펜 설톤, 1,4-부텐 설톤, 1-메틸-1,3-프로펜 설톤 등을 단독 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 비환형 설폰으로는 디비닐 설폰, 디메틸 설폰, 디에틸 설폰, 메틸에틸 설폰, 메틸비닐 설폰 등을 단독 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
상기 첨가제는 첨가제의 구체적인 종류에 따라 적절한 함량으로 포함될 수 있으며, 예를 들면 비수 전해액 총 중량을 기준으로 1 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 상기 첨가제가 1 중량% 미만으로 포함되면 첨가제의 효과가 나타나지 않고, 10 중량% 이상으로 포함되면 고온 보관 성능에서 전지가 너무 많이 부풀게 된다.
전술한 본 발명의 리튬 이차전지용 비수 전해액은 음극과 양극을 구비하는 통상적인 리튬 이차전지에 적용된다.
음극으로는 리튬이온을 흡장 및 방출할 수 있는 음극이라면 모두 사용이 가능한데, 예를 들어 리튬 금속, 리튬 합금 등의 금속재와, 저결정 탄소, 고결정성 탄소 등의 탄소재를 예시할 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. 이 외에, 실리콘이 포함된 얼로이 계열이나 Li4Ti5O12등의 산화물도 잘 알려진 음극이다. 이때 음극은 결착제를 포함할 수 있으며, 결착제로는 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HFP), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 스티렌-부타디엔러버(SBR) 등, 다양한 종류의 바인더 고분자가 사용될 수 있다. 또한, 상기 음극은 리튬 함유 산화물을 포함하는 음극층을 구비할 수 있다. 상기 리튬 함유 산화물은 리튬 함유 전이금속 산화물일 수 있다.
또한, 양극으로는 리튬을 함유하여 리튬이온을 흡장 및 방출할 수 있는 양극이라면 모두 사용이 가능하다. 예를 들어 양극으로는 리튬 함유 전이금속 산화물이 바람직하게 사용될 수 있으며, 예를 들면 LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, Li(NiaCobMnc)O2(0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, a+b+c=1), LiNi1-yCoyO2(O<y<1), LiCo1-yMnyO2(O<y<1), LiNi1-yMnyO2(O≤y<1), Li(NiaCobMnc)O4(0<a<2, 0<b<2, 0<c<2, a+b+c=2), LiMn2-zNizO4(0<z<2), LiMn2-zCozO4(0<z<2), LiCoPO4 및 LiFePO4로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 또한, 상기 양극은 리튬 금속, 탄소재, 금속 화합물 및 이들의 혼합물을 포함하는 양극 활물질층을 구비할 수 있다. 상기 금속 화합물은 Si, Ge, Sn, Pb, P, Sb, Bi, Al, Ga, In, Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ag, Mg, Sr, 및 Ba로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속 원소를 함유하는 화합물 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
또한, 양극과 음극 사이는 통상적인 세퍼레이터가 개재될 수 있다. 예를 들어, 예를 들어 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 에틸렌/헥센 공중합체 및 에틸렌/메타크릴레이트 공중합체 등과 같은 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름이 단독으로 또는 이들을 적층하여 세퍼레이터로 사용될 수 있다. 이 외에 다공성 부직포, 예를 들어 고융점의 유리 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 등으로 된 부직포를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 리튬 이차전지의 외형은 특별한 제한이 없으나, 캔을 사용한 원통형, 각형, 파우치(pouch)형 또는 코인(coin)형 등이 될 수 있다.
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 해석 되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
실시예
비수 전해액의 제조
실시예 1
에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC) 및 디메톡시에탄(DME)를 5:1:4의 중량%로 혼합한 용매에 LiFSI를 1.5M의 농도로 용해시키고, 이어서, 비닐렌 카보네이트(VC)와 1,3-프로판 설톤(PS)을 비수 전해액 총 중량을 기준으로 각각 2 중량% 및 3 중량%가 되도록 첨가하여 비수 전해액을 제조하였다.
실시예 2
LiFSI를 2.0M의 농도로 용해시켜 전해액을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 비수 전해액을 제조하였다.
실시예 3
LiFSI를 2.5M의 농도로 용해시켜 전해액을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 비수 전해액을 제조하였다.
비교예 1
LiFSI를 1M의 농도로 용해시켜 전해액을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 비수 전해액을 제조하였다.
비교예 2
LiFSI를 2.8M의 농도로 용해시켜 전해액을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 비수 전해액을 제조하였다.
비교예 3
LiFSI 대신 LiTFSI (bis-(trifluoromethane sulfonyl)imide)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 비수 전해액을 제조하였다.
전지의 초기 성능 및 수명 성능 평가 방법
양극으로 LiCoO2을, 음극으로 인조 흑연을 사용하여 파우치 전지를 제조한 다음 실시예 및 비교예의 비수 전해액을 주입하는 방법으로 전지를 제조하였다.
전지의 C-rate 특성 평가
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 전지의 충전 조건을 모두 0.5C로 하고 방전 전류를 달리하여 C-rate 특성을 측정하였고, 그 결과를 도 1에 나타내었다.
도 1에 나타난 바와 같이, LiFSI 리튬염의 몰농도가 높아질 수록 Discharge capacity 성능이 높아지는 것을 알 수 있었다.
고온 수명 특성 평가
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 전지 (전지용량 950mAh)를 45℃에서 1.0C rate의 정전류로 4.2V가 될 때까지 충전하고, 이후 4.2V의 정전압으로 충전하여 충전전류가 50mA가 되면 충전을 종료하였다. 이후 10분간 방치한 다음 1.0C rate의 정전류로 2.5V가 될 때까지 방전하였다. 상기 충방전을 130 사이클 행한 후 전지 용량을 측정하여, 도 2에 나타내었다. 도 2에 나타낸 바와 같이, LiFSI 리튬염의 몰농도가 높아질수록 고온에서의 수명 특성이 좋아지는 것을 알 수 있다. LiTFSI를 사용한 경우 (비교예 3) 1st 충전에서 Al 집전체의 부식이 일어나서 전지 성능 평가를 진행할 수 없었다.

Claims (19)

  1. 비수성 유기용매; 첨가제; 및 리튬 플루오로설포닐 이미드 (lithium fluoro sulfonyl imide, LiFSI)를 포함하고,
    상기 리튬 플루오로설포닐 이미드 (LiFSI)의 몰 농도가 2.0 ~ 2.5 M 인 리튬 이차전지용 비수 전해액.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 비수성 유기용매는 선형 에테르 화합물, 환형 카보네이트 화합물 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 비수 전해액.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 비수성 유기용매는 환형 카보네이트 15~65 중량% 및 선형 에테르 화합물 35~85 중량%을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 비수 전해액.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 선형 에테르 화합물은 디메틸 에테르, 디에틸 에테르, 디프로필 에테르, 메틸에틸 에테르, 메틸프로필 에테르, 에틸프로필 에테르, 디에톡시메탄, 디메톡시에탄 및 1-에톡시-2-에톡시에탄으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 비수 전해액.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 선형 에테르 화합물은 디메톡시에탄인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 비수 전해액.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 환형 카보네이트 화합물은 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 1,2-부틸렌 카보네이트, 2,3-부틸렌 카보네이트, 1,2-펜틸렌 카보네이트, 2,3-펜틸렌 카보네이트, 비닐렌 카보네이트, 비닐에틸렌 카보네이트 및 이들의 할로겐화물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 비수 전해액.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 첨가제는 전해액 전체 중량 대비 1 내지 10 중량%인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 비수 전해액.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 첨가제는 전해액 전체 중량 대비 1 내지 4 중량%인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 비수 전해액.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 첨가제는 환형 설파이트, 포화 설톤, 불포화 설톤 및 비환형 설폰으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 비수 전해액.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 환형 설파이트는 에틸렌 설파이트, 메틸 에틸렌 설파이트, 에틸 에틸렌 설파이트, 4,5-디메틸 에틸렌 설파이트, 4,5-디에틸 에틸렌 설파이트, 프로필렌 설파이트, 4,5-디메틸 프로필렌 설파이트, 4,5-디에틸 프로필렌 설파이트, 4,6-디메틸 프로필렌 설파이트, 4,6-디에틸 프로필렌 설파이트 및 1,3-부틸렌 글리콜 설파이트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 비수 전해액.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 포화 설톤은 1,3-프로판 설톤 및 1,4-부탄 설톤 등을 들 수 있으며, 불포화 설톤으로는 에텐설톤, 1,3-프로펜 설톤, 1,4-부텐 설톤 및 1-메틸-1,3-프로펜 설톤으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 비수 전해액.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 불포화 설톤은 에텐설톤, 1,3-프로펜 설톤, 1,4-부텐 설톤 및 1-메틸-1,3-프로펜 설톤으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 비수 전해액.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 비환형 설폰은 디비닐 설폰, 디메틸 설폰, 디에틸 설폰, 메틸에틸 설폰 및 메틸비닐 설폰으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 비수 전해액.
  15. 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막으로 이루어진 전극조립체 및 상기 전극 조립체에 주입된 비수 전해액을 구비하는 리튬 이차전지에 있어서, 상기 비수 전해액이 청구항 1, 청구항 3 내지 청구항 13 중 어느 한 항의 리튬 이차전지용 비수 전해액인 리튬 이차전지.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 양극이 리튬 금속, 탄소재, 금속 화합물 및 이들의 혼합물을 포함하는 양극 활물질층을 구비한 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 금속 화합물이 Si, Ge, Sn, Pb, P, Sb, Bi, Al, Ga, In, Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ag, Mg, Sr, 및 Ba로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속 원소를 함유하는 화합물 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 음극이 리튬 함유 산화물을 포함하는 음극층을 구비하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 리튬 함유 산화물이 리튬 함유 전이금속 산화물인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
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