KR101735160B1 - Additives for lithium secondary battery, non-aqueous electrolyte and lithium secondary battery comprising the same - Google Patents
Additives for lithium secondary battery, non-aqueous electrolyte and lithium secondary battery comprising the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101735160B1 KR101735160B1 KR1020140127087A KR20140127087A KR101735160B1 KR 101735160 B1 KR101735160 B1 KR 101735160B1 KR 1020140127087 A KR1020140127087 A KR 1020140127087A KR 20140127087 A KR20140127087 A KR 20140127087A KR 101735160 B1 KR101735160 B1 KR 101735160B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- secondary battery
- lithium secondary
- present
- additive
- aqueous electrolyte
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators 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
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0567—Liquid materials characterised by the additives
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0025—Organic electrolyte
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
본 명세서는 리튬 이차전지용 전해액 첨가제, 이를 포함하는 비수 전해액 및 리튬 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to an electrolyte additive for a lithium secondary battery, a non-aqueous electrolyte containing the same, and a lithium secondary battery.
Description
본 명세서는 리튬 이차전지용 첨가제에 관한 것이다. 또한, 본 명세서는 리튬 이차전지용 첨가제를 포함하는 비수 전해액에 관한 것이다. 또한, 본 명세서는 리튬 이차전지용 비수 전해액 첨가제를 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다.The present specification relates to additives for lithium secondary batteries. The present invention also relates to a non-aqueous electrolyte containing an additive for a lithium secondary battery. The present invention also relates to a lithium secondary battery comprising a non-aqueous electrolyte additive for a lithium secondary battery.
리튬 이차전지는 전기자동차, 하이브리드형 자동차, 대용량 전력 저장장치 등의 중대형 전원공급장치와 휴대형 기기의 전원 공급 장치로서 주요성과 사용량이 확대되고 있다. 근래의 리튬 이차전지의 이용에서 전극 활물질의 개발을 통해 전지 전류밀도와 전압의 증대를 지속적으로 추진하고 있으며, 이러한 성능강화에 따른 적용 소재의 전반적인 성능 강화가 요구되고 있다.Lithium rechargeable batteries are increasingly being used as medium and large power supply devices for electric vehicles, hybrid vehicles, and large-capacity power storage devices as well as power supplies for portable devices. In recent years, in the use of lithium secondary batteries, the development of electrode active materials has been continuously promoted to increase the battery current density and the voltage.
이러한 리튬 이차전지에서 용량과 전압의 증가에 따른 사이클 용량 유지 특성의 확보는 전지 성능강화에 필수적으로 요구되는 특성 중 하나이다. 이러한 특성 확보를 위하여 전극 활물질의 안정화는 용량 유지와 관련성이 크며, 특히 전이금속을 포함하고 있는 양극 활물질의 안정화는 사이클 유지에 중요하게 작용될 수 있고, 고전압, 고온 조건에서의 용량 유지에 직접적으로 연관된다고 할 수 있다.In such a lithium secondary battery, securing of the cycle capacity retention characteristic with increase in capacity and voltage is one of the characteristics that is indispensable for enhancing the performance of a battery. In order to secure such characteristics, the stabilization of the electrode active material is highly related to the maintenance of the capacity. In particular, the stabilization of the cathode active material containing the transition metal can be important for maintaining the cycle, Can be said to be related.
전극과 전해액의 계면에서의 분해반응을 억제하기 위하여 전극 표면에 보호막(SEI, Solid Electrolyte Interphase) 형성이 가능한 첨가제 개발이 시도되고 있다.In order to suppress the decomposition reaction at the interface between the electrode and the electrolyte, development of an additive capable of forming a protective film (SEI, Solid Electrolyte Interphase) on the electrode surface has been attempted.
본 명세서는 리튬 이차전지용 전해액 첨가제, 이를 포함하는 비수 전해액 및 리튬 이차전지를 제공하고자 한다.The present invention provides an electrolyte additive for a lithium secondary battery, a non-aqueous electrolyte containing the same, and a lithium secondary battery.
본 명세서의 일 실시상태는 바이페닐계 화합물을 포함하는 리튬 이차전지용 첨가제로서, 상기 바이페닐계 화합물은 하기 화학식 1 내지 3 중 하나로 표시되는 것인 리튬 이차전지용 첨가제를 제공한다.An embodiment of the present invention provides an additive for a lithium secondary battery comprising a biphenyl-based compound, wherein the biphenyl-based compound is represented by one of the following formulas (1) to (3).
[화학식 1][Chemical Formula 1]
[화학식 2](2)
[화학식 3](3)
본 명세서의 또 다른 실시상태는 상기 화학식 1 내지 3 중 하나로 표시되는 리튬 이차전지용 첨가제를 1종 또는 2종 이상 포함하는 비수 전해액을 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a nonaqueous electrolyte solution containing one or more additives for the lithium secondary battery represented by any one of Chemical Formulas 1 to 3 above.
본 명세서의 몇몇 실시상태는 상기 화학식 1 내지 3 중 하나로 표시되는 리튬 이차전지용 첨가제를 포함하는 막을 표면의 일부 또는 전체에 구비한 것인 전극을 제공한다.Some embodiments of the present specification provide an electrode comprising a film including an additive for a lithium secondary battery represented by one of the above formulas 1 to 3 on a part or the entire surface.
본 명세서의 또 다른 실시상태는 양극, 음극, 분리막 및 비수 전해액을 포함하는 이차전지를 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a secondary battery including a cathode, a cathode, a separator, and a non-aqueous electrolyte.
본 명세서의 실시상태들에 따른 리튬 이차전지용 첨가제는, 첨가제가 사용되는 전기화학 소자의 양극 표면의 결함점이나 활성화점에 흡착하여 비수 전해액의 산화 분해 반응을 억제하거나, 또는 양극으로부터 비수 전해액의 산화 분해 반응을 억제하거나, 또는 양극으로부터 용출된 금속 이온과 착물을 형성하여 상기 금속 이온이 음극에 전착하는 것을 억제할 수 있다.The additive for a lithium secondary battery according to the embodiments of the present invention is capable of suppressing the oxidative decomposition reaction of the nonaqueous electrolytic solution by adsorbing to the defect point or activation point of the surface of the positive electrode of the electrochemical device in which the additive is used, It is possible to inhibit the decomposition reaction or form a complex with the metal ion eluted from the anode to inhibit the metal ion from being electrodeposited on the cathode.
본 명세서의 또 다른 실시상태에 따른 리튬 이차전지용 첨가제는 고분자 반응에 의하여 양극의 유효한 보호막을 형성하여 전해질의 추가적인 분해를 막아주고, 리튬염 분해물의 공격으로부터 양극을 보호하여 40℃ 이상의 고온에서 이차전지의 용량, 사이클 수명, 출력, 고온 특성 등의 여러 성능이 개선된 우수한 전지 성능을 보여준다.According to another embodiment of the present invention, the additive for a lithium secondary battery forms an effective protective film of the positive electrode by a polymer reaction to prevent further decomposition of the electrolyte, protects the positive electrode against attack of the lithium salt decomposition product, The capacity, the cycle life, the output, the high temperature characteristics, and the like.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 명세서의 일 실시상태는 바이페닐계 화합물을 포함하는 리튬 이차전지용 첨가제에 관한 것으로서, 상기 바이페닐계 화합물은 하기 화학식 1 내지 3 중 하나로 표시된다.An embodiment of the present invention relates to an additive for a lithium secondary battery comprising a biphenyl-based compound, wherein the biphenyl-based compound is represented by the following general formulas It is displayed as one.
[화학식 1][Chemical Formula 1]
[화학식 2](2)
[화학식 3](3)
상기 리튬 이차전지용 첨가제가 사용되는 전기화학소자의 양극 표면의 결함점이나 활성화점에 흡착하여 비수 전해액의 산화 분해 반응을 억제하거나, 또는 양극으로부터 용출된 금속 이온과 착물을 형성하여 상기 금속 이온이 음극에 전착하는 것을 억제할 수 있다.It is preferable that the additive for the lithium secondary battery is adsorbed at a defect point or an activation point of the surface of the anode of the electrochemical device in which the additive for lithium secondary battery is used to suppress the oxidative decomposition reaction of the nonaqueous electrolyte or form a complex with the metal ion eluted from the anode, Can be suppressed.
상기 바이페닐계 화합물은 한 분자내에 두개의 히드록시기가 포함되어 있어, 한 개의 히드록시기가 포함되어 있는 경우보다 폴리머화에 의하여 더욱더 양극 피막에 유효한 막을 형성한다.Since the biphenyl-based compound contains two hydroxyl groups in one molecule, it forms a more effective film for anodic coating by polymerization than when a single hydroxy group is contained.
상기 리튬 이차전지용 첨가제는 고전압에 적용이 가능하다. 구체적으로 최대 작동 전압이 4.1V 이상에서 적용이 가능하며, 예컨대 4.4V 이상 고전압에 적용이 가능하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.The additive for the lithium secondary battery is applicable to a high voltage. Specifically, the present invention can be applied to a maximum operating voltage of 4.1 V or higher, for example, a high voltage of 4.4 V or higher, but is not limited thereto.
한 분자내에 두개의 히드록시기가 포함되어 있는, 상기 리튬 이차전지용 첨가제에 고전압을 가해 주게 되면, 전기화학적 산화반응이 일어나 한 분자내의 히드록시기와 다른 인접한 분자의 벤젠고리의 수소 사이에 탈수소화(dehydrogenation) 반응이 일어나 에테르기(C-O-C)가 생성되면서, 폴리머화되어 피막을 형성하게 된다. When a high voltage is applied to the additive for a lithium secondary battery in which two hydroxyl groups are contained in one molecule, an electrochemical oxidation reaction occurs and hydrogen in the molecule of the benzene ring of the adjacent molecule (COC) is formed by the dehydrogenation reaction between the polymer and the polymer.
예컨대, [화학식 1]은 [반응식 1]과 같은 폴리머화 반응에 의하여 양극에 유효한 피막을 형성할 수 있다. For example, the formula (1) can form an effective coating film on the anode by the polymerization reaction as shown in [Reaction Scheme 1].
[반응식 1][Reaction Scheme 1]
본 명세서의 일 실시상태는, 상기 리튬 이차전지용 첨가제를 포함하는 비수 전해액을 제공한다. 상기 비수 전해액은 상기 리튬 이차전지용 첨가제 1종을 단독으로 포함할 수도 있고, 2종 이상 포함할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.One embodiment of the present invention provides a nonaqueous electrolyte solution containing the additive for the lithium secondary battery. The non-aqueous electrolyte may contain one kind of the additive for the lithium secondary battery, or two or more kinds thereof, but is not limited thereto.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 비수 전해액은 전해질염 및 전해액 용매를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the non-aqueous electrolyte may further include an electrolyte salt and an electrolyte solvent.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 전해질염은 리튬 양이온을 포함하고 PF6 -, BF4 -, Cl-, Br-, I-, ClO4 -, AsF6 -, SO3CF3 -, N(SO2CF3)2 -, N(SO2F)2 -와 같은 음이온 또는 이들의 하나 이상의 조합으로 이루어진 이온을 포함하는 염일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present disclosure, the electrolyte salt comprises a lithium cation and is selected from the group consisting of PF 6 - , BF 4 - , Cl - , Br - , I - , ClO 4 - , AsF 6 - , SO 3 CF 3 - , N (SO 2 CF 3 ) 2 - , N (SO 2 F) 2 - , or an ion composed of a combination of at least one of them. However, the present invention is not limited thereto.
본 명세서의 또 다른 실시상태에 따르면, 상기 전해액 용매는 유기용매일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 환형 카보네이트, 선형 카보네이트, 환형 에스터, 선형 에스터 및 이들의 조합일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 전해액 용매의 제한적인 예로는 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸렌 카보네이트(EC), 디에틸카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트(DMC), 에틸메틸카보네이트(EMC), 디프로필카보네이트(DPC), 메틸설폭사이드, 아세토니트릴, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 테트라하이드로퓨란(THF), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 감마 부티로락톤(GBL), 플루오로에틸렌카보네이트(FEC), 메틸 포르메이트, 에틸 포르메이트, 프로필 포르메이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 부틸 아세테이트 등이 사용될 수 있다. 상기 유기용매는 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 2종 이상을 혼합하여 사용하는 경우의 혼합 비율은 목적하는 리튬 이차전자 성능에 따라 적절하게 조절할 수 있고, 이는 당 기술분야에서 종사하는 사람들에게는 널리 이해될 수 있다. 또한, 상기 유기용매의 할로겐 유도체도 사용할 수 있다.According to yet another embodiment of the present disclosure, the electrolyte solvent may be organic, but is not limited thereto. Specifically, cyclic carbonates, linear carbonates, cyclic esters, linear esters, and combinations thereof may be used. More specifically, examples of the electrolyte solvent include propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC), dipropyl carbonate , N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), gamma butyrolactone (GBL), fluoroethylene carbonate (FEC), and the like), acetone, acetone, ), Methyl formate, ethyl formate, propyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate and the like can be used. The organic solvents may be used alone or in combination of two or more. When a mixture of two or more kinds is used in combination, the mixing ratio can be appropriately adjusted according to the desired lithium secondary electron performance, which can be widely understood by those skilled in the art. A halogen derivative of the organic solvent may also be used.
본 명세서의 몇몇 실시상태에 따르면, 전술한 바이페닐계 화합물은 상기 비수 전해액 전체에 대하여 0.001 중량% 이상 10 중량% 이하로 포함될 수 있다. 본 명세서의 또 다른 실시상태에 따르면, 상기 리튬 이차전지용 첨가제는, 바람직하게는, 상기 비수 전해액 전체에 대하여 0.01 중량% 이상 5 중량% 이하로 포함될 수 있다. 더욱 바람직하게는 0.01 중량% 이상 2 중량% 이하로 포함될 수 있다.According to some embodiments of the present specification, the biphenyl-based compound may be contained in an amount of 0.001 wt% to 10 wt% with respect to the total amount of the non-aqueous electrolyte. According to another embodiment of the present invention, the additive for lithium secondary batteries may be contained in an amount of 0.01 wt% to 5 wt% with respect to the total amount of the nonaqueous electrolyte solution. More preferably not less than 0.01% by weight and not more than 2% by weight.
상기 리튬 이차전지용 첨가제가 비수 전해액 전체에 대하여 상기 범위를 만족하여 포함되는 경우 원하는 상온 및 고온에서 수명유지 효과가 우수하며, 용해도의 한계에 의해 침전물이 발생하는 것에 따른 이차전지의 성능 저하를 방지할 수 있다. 그러므로, 상기 첨가제가 상기 함량 범위 내로 비수 전해액에 포함되는 경우, 상기 비수 전해액은 이차전지에 적용되어 이차전지의 성능을 향상시킬 수 있다.When the additive for lithium secondary battery is included in the total amount of the nonaqueous electrolytic solution satisfying the above range, the effect of maintaining the life at the desired room temperature and high temperature is excellent, and the deterioration of performance of the secondary battery due to the precipitation due to the solubility limit is prevented . Therefore, when the additive is included in the non-aqueous electrolyte in the content range, the non-aqueous electrolyte can be applied to the secondary battery to improve the performance of the secondary battery.
본 명세서의 또 다른 실시상태에 따르면, 상기 리튬 이차전지용 첨가제를 포함하는 막을 표면의 일부 또는 전체에 구비한 것인 전극을 제공한다. 상기 전극의 표면의 일부 또는 전체에 구비된 막은 전지 제조시 비수 전해액에 전술한 리튬 이차전지용 첨가제를 첨가함으로써, 전극의 표면의 일부 또는 전부에 형성될 수 있고, 전극에 직접 전술한 리튬 이차전지용 첨가제를 도포함으로써 형성될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.According to still another embodiment of the present disclosure, there is provided an electrode comprising a film including the additive for the lithium secondary battery on a part or the entire surface thereof. The film provided on a part or the whole of the surface of the electrode can be formed on part or all of the surface of the electrode by adding the additive for the lithium secondary battery to the non-aqueous electrolyte during the production of the battery, But the present invention is not limited thereto.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 리튬 이차전지용 첨가제를 포함하는 막을 표면의 일부 또는 전체에 구비한 것인 전극을 제공한다.According to one embodiment of the present invention, there is provided an electrode comprising a film including the additive for the lithium secondary battery on a part or the entire surface.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 전극은 양극, 음극, 또는 양극과 음극일 수 있다. 구체적으로, 상기 전극은 양극일 수 있다.According to one embodiment of the present disclosure, the electrode may be an anode, a cathode, or an anode and a cathode. Specifically, the electrode may be an anode.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 양극, 음극, 분리막 및 전술한 리튬 이차전지용 첨가제를 포함하는 비수 전해액을 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다. 상기 비수 전해액은 양극으로부터 용출된 금속이온과 전술한 바이페닐 화합물의 착물을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a lithium secondary battery comprising a non-aqueous electrolyte including an anode, a cathode, a separator, and an additive for the lithium secondary battery. The nonaqueous electrolyte solution may further include a complex of the above-described biphenyl compound with the metal ion eluted from the positive electrode.
본 명세서의 또 다른 실시상태에 따르면, 상기 양극 및 상기 음극 중 적어도 하나는 리튬 이차전지용 첨가제를 포함하는 막을 표면의 일부 또는 전체에 구비한 것인 리튬 이차전지를 제공한다.According to another embodiment of the present invention, at least one of the positive electrode and the negative electrode has a film including an additive for a lithium secondary battery on a part or the entire surface thereof.
본 명세서의 양극, 음극, 분리막 및 비수 전해액을 포함하고, 상기 양극 및 상기 음극 중 적어도 하나는 리튬 이차전지용 첨가제를 포함하는 막을 표면의 일부 또는 전체에 구비한 것인 전극을 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다.A lithium secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a nonaqueous electrolytic solution according to the present invention, wherein at least one of the positive electrode and the negative electrode has a membrane including at least a film containing an additive for a lithium secondary battery, to provide.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 음극은 일반적인 방법으로 제조되는 음극 활물질, 바인더, 용매, 도전재 및/또는 분산제를 혼합 및 교반하여 슬러리를 제조 후 이를 금속재료의 집전체에 코팅하고 압축 건조하여 제조할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the negative electrode is manufactured by mixing and stirring a negative electrode active material, a binder, a solvent, a conductive material, and / or a dispersant, which is produced by a general method, .
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 음극 활물질은 종래 이차전지의 음극에 사용될 수 있는 통상적인 음극활물질이 사용 가능하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 음극활물질의 비제한적 예로는, 리튬 금속 또는 리튬 금속 합금, 코크(coke), 활성 탄소(activated carbon), 그라파이트(graphite), 흑연화 탄소, 탄소나노튜브, 그래핀(graphene) 및/또는 기타 탄소류 등의 리튬이 흡착되는 물질이 될 수 있다. 음극 집전체는 구리, 니켈 등과 이들의 합금류의 조합에 의한 호일 등을 사용할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the negative electrode active material may be a conventional negative electrode active material that can be used for a negative electrode of a conventional secondary battery, but is not limited thereto. Non-limiting examples of the negative electrode active material include lithium metal or a lithium metal alloy, coke, activated carbon, graphite, graphitized carbon, carbon nanotube, graphene and / Carbon, or the like. As the negative electrode current collector, a foil made of a combination of copper, nickel or the like and an alloy thereof may be used.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 양극은 일반적인 방법에 따라 양극 활물질이 양극 집전체 상에 도포되는 형태로 제조된 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 양극 활물질은 이차전지의 양극 활물질로 사용되는 통상적인 물질이 제한없이 적용될 수 있으며, 이에 대한 예로서, LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, Li(NiaCobMnc)O2 (a, b, c는 각각 0부터 1까지의 수이고, a+b+c=1), LiFePO 또는 이들의 하나 이상의 혼합물일 수 있다. 양극 집전체는 알루미늄, 니켈 등과 이들의 하나 이상의 합금류의 조합에 의한 호일 등이 될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the anode may be manufactured by applying a cathode active material on a cathode current collector according to a general method, but the present invention is not limited thereto. LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , and Li (Ni a Co b Mn c ) may be used as the positive electrode active material. O 2 , where a, b, and c are each a number from 0 to 1, a + b + c = 1, LiFePO 4, or a mixture of one or more thereof. The positive electrode current collector may be a foil or the like made of a combination of aluminum, nickel, and one or more of these alloys.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 분리막은 특별한 제한이 없으며, 예컨대 다공성 막 형태일 수 있다. 구체적으로, 상기 분리막은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 기타 폴리올레핀계의 막 혹은 이들의 다층막으로 형성된 것이 될 수 있다. 또는, 상기 분리막에 세라믹 코팅이 적용된 것이 될 수 있다.According to one embodiment of the present disclosure, the separation membrane is not particularly limited and may be, for example, in the form of a porous membrane. Specifically, the separation membrane may be formed of polyethylene, polypropylene, other polyolefin-based membranes, or multilayer films thereof. Alternatively, a ceramic coating may be applied to the separation membrane.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 이차전지는 당 기술 분야에 알려진 통상적인 방법으로 제조될 수 있으며, 상기의 음극, 양극, 분리막을 포함하여 조립된 원통형, 각형, 파우치형 외형에 비수 전해액을 주입하여 제조될 수 있다.The secondary battery according to one embodiment of the present invention can be manufactured by a conventional method known in the art, and a non-aqueous electrolyte is injected into a cylindrical, square, or pouch type outer shape assembled with the cathode, anode, .
본 명세서의 일 실시상태에 따른 이차전지는 전술한 바와 같이, 비수 전해액에 포함되는 상기 바이페닐계 화합물이 전극, 특히 양극의 표면에서 유효한 막을 형성하여 전극 보호 작용을 하여 전지의 충방전에 따른 용량 감소를 최소화하는 효과를 얻을 수 있다.As described above, in the secondary battery according to one embodiment of the present invention, the biphenyl-based compound contained in the non-aqueous electrolyte forms an effective film on the surface of the electrode, particularly, the anode to protect the electrode, The effect of minimizing the reduction can be obtained.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세히 설명한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지는 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples to illustrate the present invention. However, the embodiments according to the present disclosure can be modified in various other forms, and the scope of the present specification is not construed as being limited to the above-described embodiments. Embodiments of the present disclosure are provided to more fully describe the present disclosure to those of ordinary skill in the art.
[실시예 1 내지 9][Examples 1 to 9]
1M LiPF6 농도의 에틸렌 카보네이트와 에틸메틸 카보네이트 1:2 부피비 용액에 하기 [표 1]의 화합물을 0.5 중량%, 1.0 중량% 및 5.0 중량%로 첨가하여 비수 전해액을 제조하였다.A non-aqueous electrolyte was prepared by adding 0.5% by weight, 1.0% by weight and 5.0% by weight of the compounds shown in the following Table 1 to a 1: 2 volume ratio solution of 1M LiPF 6 in ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate.
음극으로서 그라파이트카본 90 중량%와 폴리비닐리덴 디플루오라이드(PVDF) 10 중량%를 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)에 넣어서 믹서에서 2시간 혼합 후, 구리 호일에 코팅하고 150 ℃에서 건조하였다. 양극은 LiCoO2 90 중량%, PVDF 3 중량%, 카본블랙 7 중량%를 NMP 슬러리로 하여 2시간 혼합 후 알루미늄 호일에 코팅하고 150 ℃에서 건조하여 제조하였다. 제조된 음극과 양극 사이에 폴리올레핀 계열 분리막을 개재시킨 후 상기 비수 전해액을 주입하여 원통형 이차전지를 제작하였다.N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was added to 90% by weight of graphite carbon and 10% by weight of polyvinylidene difluoride (PVDF) as a negative electrode and mixed in a mixer for 2 hours. And dried. The positive electrode was prepared by mixing 90 wt% of LiCoO 2 , 3 wt% of PVDF, and 7 wt% of carbon black as an NMP slurry for 2 hours, coating on an aluminum foil, and drying at 150 ° C. A cylindrical secondary battery was fabricated by inserting the polyolefin-based separator between the cathode and the anode, and injecting the non-aqueous electrolyte.
[비교예 1 내지 5] [Comparative Examples 1 to 5]
첨가제로서 하기 표 1의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 실시예와 동일하게 실시하였다. The same procedures as in Examples were carried out except that the compounds shown in Table 1 were used as additives.
실시예와 비교예에서 제조된 이차전지의 200cycle 이후의 방전용량유지율(%), 60℃에서 50일 보관 후 전지 전압(V) 및 전지 전압 유지율(%)를 하기 표 1에 나타내었다. The discharge capacity retention ratio (%) after 200 cycles of the secondary battery manufactured in Examples and Comparative Examples, and the battery voltage (V) and the battery voltage retention ratio (%) after storage at 60 占 폚 for 50 days are shown in Table 1 below.
표 1은 실시예와 비교예에 따른 리튬 이차전지용 첨가제의 사이클 성능 평가 결과 및 고온 보관 성능 평가를 나타낸 것이다.Table 1 shows evaluation results of cycle performance and high-temperature storage performance of the additives for lithium secondary batteries according to Examples and Comparative Examples.
상기 방전용량 유지율은 4.4V의 전압을 가한 뒤, 200 사이클 후 측정한 값이다. 상기 표 1에 나타난 바와 같이 본 명세서의 실시상태에 따른 화합물을 이용한 경우, 사이클 성능 및 고온 보관 성능이 향상되었음을 확인할 수 있었다.The discharge capacity retention rate is a value measured 200 cycles after applying a voltage of 4.4V. As shown in Table 1, when the compounds according to the embodiments of the present invention were used, it was confirmed that cycle performance and high-temperature storage performance were improved.
Claims (13)
상기 바이페닐계 화합물은 전해액 총 중량을 기준으로 0.01 중량% 이상 5 중량% 이하인 것인 비수 전해액:
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
Wherein the biphenyl-based compound is 0.01 wt% or more and 5 wt% or less based on the total weight of the electrolytic solution.
[Chemical Formula 1]
(2)
(3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140127087A KR101735160B1 (en) | 2014-09-23 | 2014-09-23 | Additives for lithium secondary battery, non-aqueous electrolyte and lithium secondary battery comprising the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140127087A KR101735160B1 (en) | 2014-09-23 | 2014-09-23 | Additives for lithium secondary battery, non-aqueous electrolyte and lithium secondary battery comprising the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20160035455A KR20160035455A (en) | 2016-03-31 |
| KR101735160B1 true KR101735160B1 (en) | 2017-05-12 |
Family
ID=55652158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140127087A KR101735160B1 (en) | 2014-09-23 | 2014-09-23 | Additives for lithium secondary battery, non-aqueous electrolyte and lithium secondary battery comprising the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101735160B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200060063A (en) | 2018-11-22 | 2020-05-29 | 주식회사 엘지화학 | Electrolyte additives for lithium secondary battery, non-aqueous electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110459804A (en) * | 2019-07-18 | 2019-11-15 | 河南平煤国能锂电有限公司 | A kind of lithium-ion battery electrolytes |
-
2014
- 2014-09-23 KR KR1020140127087A patent/KR101735160B1/en active IP Right Grant
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200060063A (en) | 2018-11-22 | 2020-05-29 | 주식회사 엘지화학 | Electrolyte additives for lithium secondary battery, non-aqueous electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20160035455A (en) | 2016-03-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3349290B1 (en) | Additive for nonaqueous electrolyte solutions, nonaqueous electrolyte solution, and electricity storage device | |
| JP7116311B2 (en) | Electrolyte for non-aqueous electrolyte battery and non-aqueous electrolyte battery using the same | |
| JP4691871B2 (en) | Non-aqueous electrolyte and lithium secondary battery | |
| KR101675680B1 (en) | Additives for secondary battery comprising bisphosphate-based compound and electrolyte, electrode and secondary battery comprising the same | |
| KR102525619B1 (en) | Rechargeable lithium battery | |
| CN104269576A (en) | Electrolyte and lithium ion battery adopting same | |
| JP5890860B2 (en) | Lithium ion secondary battery and its electrolyte | |
| KR101530157B1 (en) | Electrolyte solution for lithium ion secondary batteries, and lithium ion secondary battery | |
| KR101800930B1 (en) | Additive for non-aqueous lithium secondary battery and non-aqueous electrolyte, electrode and non-aqueous lithium secondary battery comprising the same | |
| KR101720413B1 (en) | Additive for electrochemical device and electrolyte, electrode and electrochemical device comprising the same | |
| KR20150079078A (en) | Non-aqueous electrolyte for lithium ion battery containing silyl ether and lithium ion battery including the same | |
| KR101735160B1 (en) | Additives for lithium secondary battery, non-aqueous electrolyte and lithium secondary battery comprising the same | |
| KR101850987B1 (en) | Electrolyte for secondary battery and lithium secondary battery comprising the same | |
| KR20160037100A (en) | Non-aqueous liquid electrolyte and lithium secondary battery comprising the same | |
| KR101720415B1 (en) | Additive for electrochemical device and electrolyte, electrode and electrochemical device comprising the same | |
| KR101637102B1 (en) | Additive for electrochemical device and electrolyte, electrode and electrochemical device comprising the same | |
| KR101458184B1 (en) | An electrolyte including litium phthalatoborate compound and a secondary battery using it | |
| KR102059223B1 (en) | Non-aqueous electrolyte solution and secondary battery comprising the same | |
| JP2009283473A5 (en) | ||
| JP2009283473A (en) | Nonaqueous electrolyte solution and lithium secondary battery using the same | |
| KR101996513B1 (en) | Additives for secondary battery, non-aqueous electrolyte and secondary battery comprising the same | |
| KR101428623B1 (en) | Electrode containing diazine compounds or salt for lithium secondary batteries, and lithium secondary batteries containing the same | |
| CN114464959B (en) | Lithium ion battery | |
| KR101573148B1 (en) | Electrolyte comprising phthalate phosphine type anion, additive for secondary battery and secondary battery comprising the same | |
| KR20160134006A (en) | Salt type additives for secondary battery comprising amine and sulphate and non-aqueous electrolyte and secondary bettery comprising the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant |