KR101874346B1 - Electrolyte for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including same - Google Patents

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Abstract

리튬 이차 전지용 비수 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것으로서, 상기 비수 전해질은 리튬 이차 전지의 저온에서의 방전 특성을 개선시키고, 전지 안전성, 신뢰성 및 수명 특성을 증가시킬 수 있다.The present invention relates to a nonaqueous electrolyte for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery including the nonaqueous electrolyte. The nonaqueous electrolyte improves discharge characteristics at a low temperature of the lithium secondary battery, and increases battery safety, reliability, and lifetime characteristics.

Description

리튬 이차 전지용 비수 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지{ELECTROLYTE FOR RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY AND RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY INCLUDING SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-aqueous electrolyte for a lithium secondary battery, and a lithium secondary battery including the same. BACKGROUND ART < RTI ID = 0.0 >

본 기재는 리튬 이차 전지용 비수 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a nonaqueous electrolyte for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery comprising the same.

최근의 휴대용 소형 전자기기의 전원으로서 각광받고 있는 리튬 이차 전지는 유기 전해액을 사용하기 때문에, 기존의 알칼리 수용액을 사용한 전지에 비해 2배 이상의 높은 방전 전압을 나타내며, 그 결과 높은 에너지 밀도를 나타내는 전지이다.Since a lithium secondary battery, which has recently been spotlighted as a power source for portable electronic devices, uses an organic electrolytic solution, it exhibits a discharge voltage twice as high as that of a battery using an existing alkaline aqueous solution, and as a result, exhibits a high energy density .

리튬 이차 전지에 사용되는 유기 전해액은 LiPF6 등의 리튬염과 유기용매로 구성되어 있다. 상기 유기용매로는 리튬과의 낮은 반응성, 리튬 이온의 이동을 원할하게 하기 위한 최소화된 내부 저항, 광범위한 온도에서의 열적 안정성, 음극 활물질과의 높은 상용성, 및 다량의 리튬염을 용해시킬 수 있을 정도의 높은 유전상수가 요구된다. 이와 같은 유기용매로는 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸렌 카보네이트(EC) 등의 고리형 카보네이트; 또는 디메틸카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC) 등과 같은 선형 카보네이트가 주로 사용되며, 이외 1,2-디메톡시에탄, 디에톡시에탄 등의 탄화수소계 용매가 사용되기도 한다.The organic electrolytic solution used in the lithium secondary battery is composed of a lithium salt such as LiPF 6 and an organic solvent. As the organic solvent, it is preferable that the organic solvent has a low reactivity with lithium, a minimized internal resistance to facilitate movement of lithium ions, thermal stability at a wide temperature, high compatibility with a negative electrode active material, and a large amount of lithium salt High dielectric constant is required. Examples of the organic solvent include cyclic carbonates such as propylene carbonate (PC) and ethylene carbonate (EC); Or linear carbonates such as dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC) and the like, and hydrocarbon solvents such as 1,2-dimethoxyethane and diethoxyethane may also be used.

상기 유기용매 중 PC는 용융점이 -49℃로 낮아 우수한 저온특성을 나타내고, 비정질계 탄소와의 상용성이 좋으며, 유전상수가 커서 다량의 무기 리튬염을 용해시킬 수 있다. 그러나 PC는 점성이 크고, 흑연과 같은 결정성 탄소계 음극 활물질과 함께 사용할 경우, 충전시 음극의 탄소층 사이로 삽입되면서 분해되어 프로필렌 가스와 리튬 카보네이트를 생성하고, 그 결과로 전지 용량을 감소시키고, 비가역 용량을 증가시키는 문제가 있다. 이러한 비가역 용량은, 일차적으로 사용되는 탄소의 구조적 특성에 의하여 발생하며, 리튬과 탄소가 접촉하는 경계 면에서 전해액의 환원반응 정도 및 탄소 표면에 형성되는 전해액 보호층의 형성 정도에 따라 달라진다. 한편 EC는 흑연계 음극 활물질과 반응하지 않으므로 결정질 탄소를 음극으로 사용하는 전지에도 용이하게 적용할 수 있으며 유전 상수가 커서 다량의 리튬염을 용해시킬 수 있다. 그러나, 점성이 크고 용융점이 약 36℃로 높아 저온 성능을 확보할 수 없다는 단점이 있다.PC in the organic solvent has a low melting point of -49 캜 and exhibits excellent low temperature characteristics, good compatibility with amorphous carbon, and a large dielectric constant, so that a large amount of inorganic lithium salt can be dissolved. However, the PC is highly viscous and, when used with a crystalline carbonaceous anode active material such as graphite, is decomposed while being inserted between the carbon layers of the anode during charging to produce propylene gas and lithium carbonate, There is a problem of increasing irreversible capacity. This irreversible capacity is caused by the structural characteristics of the carbon used primarily, and depends on the degree of reduction of the electrolyte solution at the interface between lithium and carbon and the degree of formation of the electrolyte protective layer formed on the carbon surface. On the other hand, since EC does not react with a graphite anode active material, it can be easily applied to a battery using a crystalline carbon as a cathode, and a large amount of lithium salt can be dissolved due to a large dielectric constant. However, it is disadvantageous in that it has a high viscosity and a high melting point of about 36 캜, which makes it impossible to secure a low-temperature performance.

또한, DMC, DEC 등과 같은 선형 카보네이트는 점성이 작고, 음극 활물질 사이로 쉽게 인터칼레이트 되어 전지의 비가역 용량을 줄일 수 있으며, 리튬과의 반응성도 작으나, 유전율이 작아 다량의 리튬염을 용해시킬 수 없다는 단점이 있다. 특히, DMC의 경우에는 전기 전도도가 커서 고전류 및 고전압 전지에의 사용이 기대되지만 용융점이 높아(4.6℃) 저온특성이 나쁘다. 또한 디메틸포름아미드, 아세토니트릴 등의 유기용매는 유전상수는 크지만 리튬과의 반응성이 커 실질적으로 사용되기 어렵다.In addition, linear carbonates such as DMC, DEC and the like have a small viscosity and can easily intercalate between the negative electrode active materials to reduce the irreversible capacity of the battery and reactivity with lithium is small, but the dielectric constant is small and a large amount of lithium salt can not be dissolved There are disadvantages. In particular, DMC has a high electric conductivity and is expected to be used in high current and high voltage batteries, but has a low melting point (4.6 ° C) and low temperature characteristics. In addition, organic solvents such as dimethylformamide and acetonitrile have a large dielectric constant, but are highly reactive with lithium and are hardly practically used.

따라서, 최근에는 각각의 전해질 용매가 가지는 단점을 보완하기 위하여 EC/DEC에 저온특성이 양호한 DEC를 첨가하여 사용하는 등 하나 이상의 유기용매를 다양하게 혼합하여 사용하는 방법 등이 제안되고 있으나, 여전히 저온 특성 향상 효과가 충분하지 않고, 전지에 적용시 활물질 분해 온도가 낮고 발열량이 커서 전지의 안전성을 확보하기 어려운 문제가 있다.Therefore, in order to overcome the disadvantages of each electrolyte solvent, recently, a method has been proposed in which DEC having good low-temperature characteristics is added to EC / DEC and various mixtures of one or more organic solvents are used. However, There is a problem in that the characteristics improving effect is not sufficient, the active material decomposition temperature is low and the heat generation amount is large when applied to a battery, so that it is difficult to secure the safety of the battery.

본 발명의 일 구현예는 리튬 이차 전지의 저온에서의 방전 특성을 개선시키고, 전지 안전성, 신뢰성 및 수명 특성을 증가시킬 수 있는 리튬 이차 전지용 비수 전해질을 제공하는 것이다. An embodiment of the present invention is to provide a nonaqueous electrolyte for a lithium secondary battery which can improve discharge characteristics at low temperatures of a lithium secondary battery and increase battery safety, reliability, and life characteristics.

본 발명의 또 다른 구현예는 상기 비수 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공하는 것이다. Another embodiment of the present invention provides a lithium secondary battery comprising the non-aqueous electrolyte.

본 발명의 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지용 비수 전해질은 리튬염; 비수성 유기용매; 및 첨가제로서 트리알킬실릴 보레이트를 포함하며, 상기 비수성 유기용매는 -50℃ 이하의 녹는점과 25℃에서 6S/cm 이상의 이온 전도도를 갖는 저융점 용매를 포함한다. The nonaqueous electrolyte for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a lithium salt; Non-aqueous organic solvent; And a trialkylsilylborate as an additive. The non-aqueous organic solvent includes a low melting point solvent having a melting point of -50 DEG C or less and an ion conductivity of 6 S / cm or more at 25 DEG C.

상기 저융점 용매는 알킬아세테이트, 알킬프로피오네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.The low melting point solvent may be selected from the group consisting of alkyl acetates, alkyl propionates, and mixtures thereof.

상기 저융점 용매는 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 프로필아세테이트, 부틸아세테이트, 디메틸아세테이트, 메틸프로피오네이트, 에틸프로피오네이트, 프로필프로피오네이트, 부틸프로피오네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. The low melting point solvent may be selected from the group consisting of methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, dimethyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, butyl propionate, have.

상기 저융점 용매는 비수성 유기용매 총 중량에 대해 50중량% 내지 70중량%로 포함될 수 있다. The low melting point solvent may be contained in an amount of 50% by weight to 70% by weight based on the total weight of the non-aqueous organic solvent.

상기 트리알킬실릴 보레이트는 트리메틸실릴 보레이트일 수 있다.The trialkylsilylborate may be trimethylsilylborate.

상기 트리알킬실릴 보레이트는 비수 전해질 총 중량에 대해 0.5중량% 내지 3중량%로 포함될 수 있다.The trialkylsilylborate may be included in an amount of 0.5% by weight to 3% by weight based on the total weight of the nonaqueous electrolyte.

본 발명의 또 다른 구현예에 따른 리튬 이차 전지는 상기 비수 전해질을 포함한다.The lithium secondary battery according to another embodiment of the present invention includes the non-aqueous electrolyte.

기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.Other details of the embodiments of the present invention are included in the following detailed description.

본 발명에 따른 리튬 이차 전지용 비수 전해질은 리튬 이차 전지의 저온에서의 방전 특성을 개선시키고, 전지 안전성, 신뢰성 및 수명 특성을 증가시킬 수 있다.The nonaqueous electrolyte for a lithium secondary battery according to the present invention improves discharge characteristics at low temperatures of a lithium secondary battery and can increase battery safety, reliability and life characteristics.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지의 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2는 1M LiPF6를 포함하는 EC/EMC/DEC 혼합 용매 중에 다양한 저융점 용매를 첨가하면서 0℃ 및 25℃에서의 이온전도도를 관찰한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 실시예 3 및 비교예 2 및 3의 전지에 대한 -20℃에서의 방전 용량을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 실시예 3 및 비교예 2 및 3의 전지에 대한 -30℃에서의 방전 용량을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
1 is a schematic view schematically showing a structure of a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the results of observing ionic conductivities at 0 ° C and 25 ° C while adding various low-melting-point solvents to an EC / EMC / DEC mixed solvent containing 1M LiPF 6 .
3 is a graph showing the results of measurement of the discharge capacity at -20 캜 for the batteries of Example 3 and Comparative Examples 2 and 3. Fig.
4 is a graph showing the results of measurement of discharge capacity at -30 DEG C for the batteries of Example 3 and Comparative Examples 2 and 3. Fig.

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited thereto, and the present invention is only defined by the scope of the following claims.

본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한 '알킬'이란, C1 내지 C7의 알킬기를 의미하며, 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 펜틸, 헥실, 헵틸 등을 들 수 있다.Unless otherwise specified in the specification, "alkyl" means a C1 to C7 alkyl group, and specific examples thereof include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, pentyl, hexyl, heptyl and the like.

최근에 사용되는 리튬 이차 전지는 다양한 기후적 환경에서 사용되고 있다. 온도가 낮은 환경에서 사용될 경우 극한 저온에서의 방전 특성이 요구되나, -20℃이하의 조건에서 전해질이 얼어버리거나, 저항 증가에 의해 전지의 방전 전압이 현저하게 떨어져 디지털 카메라나 휴대폰의 사용이 불가능한 현상이 발생하고 있다.Recently used lithium secondary batteries have been used in a variety of climatic environments. When the battery is used in a low temperature environment, discharge characteristics at an extremely low temperature are required. However, when the electrolyte is frozen under a temperature of -20 ° C or below, the discharge voltage of the battery remarkably drops due to the increase in resistance, .

이에 대해 본 발명의 일 구현예에서는 종래 카보네이트계 용매에 비해 낮은 녹는점과 높은 이온 전도도를 갖는 저융점 용매를 사용함으로써 전지가 극한 저온에 노출되었을 경우 전해액이 어는 것을 방지할 수 있고, 높은 이온 전도도로 인해 극한 저온에서 전지의 방전용량을 높일 수 있으며, 또한 상기 저융점 용매와 함께 이온 전도도가 우수한 트리메틸실릴 보레이트를 혼합하여 비수 전해액으로 사용함으로써 양극 및 음극 활물질 표면에 안정한 피막이 형성되어 전지의 내부저항 증가를 억제하고 저온 방전시 초기 방전 전압 강하를 방지하며, 저융점 용매 단독 사용시 발생할 수 있는 수명저하 문제를 방지하여 장기 수명 특성을 향상시키는 것을 특징으로 한다.In contrast, in an embodiment of the present invention, by using a low melting point solvent having a lower melting point and a higher ion conductivity than conventional carbonate-based solvents, it is possible to prevent the electrolyte from freezing when the battery is exposed to an extremely low temperature, The discharge capacity of the battery can be increased at an extremely low temperature and the use of trimethylsilyl borate having excellent ionic conductivity together with the low melting point solvent as a nonaqueous electrolytic solution can form a stable film on the surface of the positive electrode and negative electrode active material, And prevents the drop of the initial discharge voltage at the time of low-temperature discharge and prevents a life-shortening problem that may occur when the low-melting-point solvent is used alone, thereby improving long-term service life characteristics.

즉, 본 발명의 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지용 비수 전해질은 리튬염; 비수성 유기용매; 및 첨가제로서 트리알킬실릴 보레이트를 포함하며, 상기 비수성 유기용매는 약 -50℃ 이하의 녹는점과 약 25℃에서 6S/cm 이상의 이온 전도도를 갖는 저융점 용매를 포함한다.That is, the nonaqueous electrolyte for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a lithium salt; Non-aqueous organic solvent; And a trialkylsilylborate as an additive. The non-aqueous organic solvent includes a low melting point solvent having a melting point of about -50 캜 or lower and an ion conductivity of about 6 S / cm or higher at about 25 캜.

이하 각 성분 별로 상세히 살펴본다.Hereinafter, each component will be examined in detail.

리튬염Lithium salt

상기 리튬염은 상기 비수성 유기용매에 용해되어, 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 작용하여 기본적인 리튬 이차 전지의 작동을 가능하게 하고, 양극과 음극 사이의 리튬 이온의 이동을 촉진하는 역할을 하는 물질이다. 상기 리튬염의 대표적인 예로는 LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiC4F9SO3, LiClO4, LiAlO2, LiAlCl4, LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(여기서, x 및 y는 자연수임), LiCl, LiI, LiB(C2O4)2(리튬 비스옥살레이토 보레이트(lithium bis(oxalato) borate; LiBOB) 또는 이들의 혼합물을 들 수 있으며, 본 발명에서는 이들을 지지(supporting) 전해염으로 포함한다.The lithium salt is dissolved in the non-aqueous organic solvent to act as a source of lithium ions in the battery to enable operation of a basic lithium secondary battery, and a material capable of promoting the movement of lithium ions between the positive electrode and the negative electrode to be. The lithium salt Representative examples are LiPF 6, LiBF 4, LiSbF 6 , LiAsF 6, LiC 4 F 9 SO 3, LiClO 4, LiAlO 2, LiAlCl 4, LiN (C x F 2x + 1 SO 2) (C y F 2y +1 SO 2) (where, x and y are natural numbers), LiCl, LiI, LiB ( C 2 O 4) 2 ( lithium bis oxalate reyito borate (lithium bis (oxalato) borate; LiBOB) , or a mixture thereof In the present invention, these are included as supporting electrolyte salts.

상기 리튬염은 0.1 내지 2.0M 의 농도 범위 내에서 사용하는 것이 좋다. 리튬염의 농도가 상기 범위에 포함되면, 전해질이 적절한 전도도 및 점도를 가지므로 우수한 전해질 성능을 나타낼 수 있고, 리튬 이온이 효과적으로 이동할 수 있다.The lithium salt is preferably used in a concentration range of 0.1 to 2.0 M. When the concentration of the lithium salt is within the above range, the electrolyte has an appropriate conductivity and viscosity, so that it can exhibit excellent electrolyte performance and the lithium ion can effectively move.

비수성Non-aqueous 유기용매Organic solvent

상기 비수성 유기용매는 전지의 전기화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 한다. The non-aqueous organic solvent serves as a medium through which ions involved in the electrochemical reaction of the battery can move.

본 발명의 일 구현예에서, 비수성 유기용매는 약 -50℃ 이하의 녹는점과 약 25℃에서 약 6S/cm 이상의 이온 전도도를 갖는 저융점 용매를 포함한다. 바람직하게는 상기 저융점 용매는 약 -120℃ 내지 -50℃의 녹는점과 약 25℃에서 약 6S/cm 내지 11S/cm 의 이온 전도도를 갖는다. 상기와 같은 녹는점 및 이온 전도도를 가짐으로써, 저온에서도 잘 얼지 않고, 개선된 리튬이온의 전도성을 나타내어 리튬 이차 전지의 전해질에 적용시 저온 방전 용량을 향상시킬 수 있다.In one embodiment of the present invention, the non-aqueous organic solvent includes a low melting point solvent having a melting point of about -50 占 폚 or lower and an ion conductivity of about 6 S / cm or higher at about 25 占 폚. Preferably, the low melting point solvent has a melting point of about -120 캜 to -50 캜 and an ion conductivity of about 6 S / cm to about 11 S / cm at about 25 캜. By having the above melting point and ionic conductivity, it does not freeze even at a low temperature and exhibits improved lithium ion conductivity, so that it can improve the low temperature discharge capacity when applied to an electrolyte of a lithium secondary battery.

상기 저융점 용매로는 알킬아세테이트, 알킬프로피오네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있으며, 구체적으로는 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 프로필아세테이트, 부틸아세테이트, 디메틸아세테이트, 메틸프로피오네이트, 에틸프로피오네이트, 프로필프로피오네이트, 부틸프로피오네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다. 상기 알킬아세테이트와 알킬프로피오네이트에서 알킬은 C1 내지 C15의 알킬이다. 바람직하게는 에틸아세테이트, 에틸프로피오네이트, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.The low melting point solvent may be selected from the group consisting of alkyl acetates, alkyl propionates, and mixtures thereof. Specific examples thereof include methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, dimethyl acetate, methyl propionate , Ethyl propionate, propyl propionate, butyl propionate, and mixtures thereof. Alkyl in the alkyl acetate and alkyl propionate is C1 to C15 alkyl. Preferably, ethyl acetate, ethyl propionate, or a mixture thereof can be used.

상기 저융점 용매는 비수성 유기용매 총 중량에 대하여 약 10 중량% 내지 약70 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기와 같은 함량 범위로 포함될 때 저온 특성 개선 효과를 나타낼 수 있다.The low melting point solvent is preferably included in an amount of about 10% by weight to about 70% by weight based on the total weight of the non-aqueous organic solvent. When it is included in the above-mentioned content range, it is possible to exhibit an effect of improving low-temperature characteristics.

본 발명의 일 구현예에서 사용되는 비수성 유기용매는 상기 화합물과 함께, 통상 리튬 이차 전지에서의 비수성 유기용매로 사용되는 카보네이트계, 에스테르계, 에테르계, 케톤계, 알코올계 또는 비양성자성 용매를 포함할 수 있다. The non-aqueous organic solvent used in one embodiment of the present invention may be used in combination with the above-described compound in the form of a carbonate, ester, ether, ketone, alcohol or aprotic organic solvent used as a nonaqueous organic solvent in a lithium secondary battery Solvent.

상기 카보네이트계 용매로는 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디프로필 카보네이트(DPC), 메틸프로필 카보네이트(MPC), 에틸프로필 카보네이트(EPC), 메틸에틸 카보네이트(MEC), 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC) 등이 사용될 수 있으며, 상기 에스테르계 용매로는 γ-부티로락톤, 데카놀라이드(decanolide), 발레로락톤, 메발로노락톤(mevalonolactone), 카프로락톤(caprolactone) 등이 사용될 수 있다. 상기 에테르계 용매로는 디부틸 에테르, 테트라글라임, 디글라임, 디메톡시에탄, 2-메틸테트라히드로퓨란, 테트라히드로퓨란 등이 사용될 수 있으며, 상기 케톤계 용매로는 시클로헥사논 등이 사용될 수 있다. 또한 상기 알코올계 용매로는 에틸알코올, 이소프로필 알코올 등이 사용될 수 있으며, 상기 비양성자성 용매로는 R-CN(R은 C2 내지 C20의 직쇄상, 분지상 또는 환 구조의 탄화수소기이며, 이중결합 방향 환 또는 에테르 결합을 포함할 수 있다) 등의 니트릴류; 디메틸포름아미드 등의 아미드류, 1,3-디옥솔란 등의 디옥솔란류 설포란(sulfolane)류 등이 사용될 수 있다. Examples of the carbonate solvent include dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), methyl propyl carbonate (MPC), ethyl propyl carbonate (EPC), methyl ethyl carbonate (MEC) (EC), propylene carbonate (PC), and butylene carbonate (BC) can be used. As the ester solvent, γ-butyrolactone, decanolide, valerolactone, mevalonolactone ), Caprolactone, etc. may be used. Examples of the ether solvent include dibutyl ether, tetraglyme, diglyme, dimethoxyethane, 2-methyltetrahydrofuran, and tetrahydrofuran. As the ketone solvent, cyclohexanone may be used have. As the alcoholic solvent, ethyl alcohol, isopropyl alcohol and the like can be used. As the aprotic solvent, R-CN (R is a C2 to C20 linear, branched or cyclic hydrocarbon group, A linking aromatic ring or an ether linkage); Amides such as dimethylformamide, dioxolanes such as 1,3-dioxolane, and sulfolanes.

상기 비수성 유기용매는 단독으로 또는 하나 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 하나 이상 혼합하여 사용하는 경우의 혼합 비율은 목적하는 전지 성능에 따라 적절하게 조절할 수 있고, 이는 당해 분야에 종사하는 사람들에게는 널리 이해될 수 있다.The non-aqueous organic solvent may be used alone or in admixture of one or more. If the non-aqueous organic solvent is used in combination, the mixing ratio may be appropriately adjusted according to the desired cell performance. .

또한, 상기 카보네이트계 용매의 경우 환형(cyclic) 카보네이트와 사슬형(chain) 카보네이트를 혼합하여 사용하는 것이 좋다. 이 경우 환형 카보네이트와 사슬형 카보네이트는 약 1:1 내지 약 1:9의 부피비로 혼합하여 사용하는 것이 전해액의 성능이 우수하게 나타날 수 있다. In the case of the carbonate-based solvent, it is preferable to use a mixture of a cyclic carbonate and a chain carbonate. In this case, when the cyclic carbonate and the chain carbonate are mixed in a volume ratio of about 1: 1 to about 1: 9, the performance of the electrolytic solution may be excellent.

상기 비수성 유기용매는 상기 카보네이트계 용매에 상기 방향족 탄화수소계 유기용매를 더 포함할 수도 있다. 이때 상기 카보네이트계 용매와 상기 방향족 탄화수소계 유기용매는 약 1:1 내지 약 30:1의 부피비로 혼합될 수 있다.The non-aqueous organic solvent may further include the aromatic hydrocarbon-based organic solvent in the carbonate-based solvent. In this case, the carbonate-based solvent and the aromatic hydrocarbon-based organic solvent may be mixed in a volume ratio of about 1: 1 to about 30: 1.

상기 방향족 탄화수소계 유기용매로는 하기 화학식 1의 방향족 탄화수소계 화합물이 사용될 수 있다.The aromatic hydrocarbon-based organic solvent may be an aromatic hydrocarbon-based compound represented by the following formula (1).

*[화학식 1][Formula 1]

Figure 112017044003395-pat00001
Figure 112017044003395-pat00001

상기 화학식 1에서, R1 내지 R6는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1 내지 C10의 알킬기, C1 내지 C10의 할로알킬기 또는 이들의 조합이다.In Formula 1, R 1 to R 6 are each independently hydrogen, halogen, a C1 to C10 alkyl group, a C1 to C10 haloalkyl group, or a combination thereof.

상기 방향족 탄화수소계 유기용매는 벤젠, 플루오로벤젠, 1,2-디플루오로벤젠, 1,3-디플루오로벤젠, 1,4-디플루오로벤젠, 1,2,3-트리플루오로벤젠, 1,2,4-트리플루오로벤젠, 클로로벤젠, 1,2-디클로로벤젠, 1,3-디클로로벤젠, 1,4-디클로로벤젠, 1,2,3-트리클로로벤젠, 1,2,4-트리클로로벤젠, 아이오도벤젠, 1,2-디아이오도벤젠, 1,3-디아이오도벤젠, 1,4-디아이오도벤젠, 1,2,3-트리아이오도벤젠, 1,2,4-트리아이오도벤젠, 톨루엔, 플루오로톨루엔, 1,2-디플루오로톨루엔, 1,3-디플루오로톨루엔, 1,4-디플루오로톨루엔, 1,2,3-트리플루오로톨루엔, 1,2,4-트리플루오로톨루엔, 클로로톨루엔, 1,2-디클로로톨루엔, 1,3-디클로로톨루엔, 1,4-디클로로톨루엔, 1,2,3-트리클로로톨루엔, 1,2,4-트리클로로톨루엔, 아이오도톨루엔, 1,2-디아이오도톨루엔, 1,3-디아이오도톨루엔, 1,4-디아이오도톨루엔, 1,2,3-트리아이오도톨루엔, 1,2,4-트리아이오도톨루엔, 자일렌 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다.The aromatic hydrocarbon-based organic solvent is selected from the group consisting of benzene, fluorobenzene, 1,2-difluorobenzene, 1,3-difluorobenzene, 1,4-difluorobenzene, 1,2,3- , 1,2,4-trifluorobenzene, chlorobenzene, 1,2-dichlorobenzene, 1,3-dichlorobenzene, 1,4-dichlorobenzene, 1,2,3-trichlorobenzene, 4-trichlorobenzene, iodobenzene, 1,2-diiodobenzene, 1,3-diiodobenzene, 1,4-diiodobenzene, 1,2,3-triiodobenzene, 1,2,4 - triiodobenzene, toluene, fluorotoluene, 1,2-difluorotoluene, 1,3-difluorotoluene, 1,4-difluorotoluene, 1,2,3-trifluorotoluene, 1,2,4-trifluorotoluene, chlorotoluene, 1,2-dichlorotoluene, 1,3-dichlorotoluene, 1,4-dichlorotoluene, 1,2,3-trichlorotoluene, 1,2,4 - trichlorotoluene, iodotoluene, 1,2-diiodotoluene, 1,3-diiodotoluene, 1,4-diiodotol Ene, 1,2,3-tree-iodo toluene, 1,2,4-iodo toluene, xylene, or may be a combination thereof.

상기 비수성 전해질은 전지 수명을 향상시키기 위하여 비닐렌 카보네이트 또는 하기 화학식 2의 에틸렌 카보네이트계 화합물을 더욱 포함할 수도 있다.The non-aqueous electrolyte may further include vinylene carbonate or an ethylene carbonate-based compound represented by the following formula (2) to improve battery life.

[화학식 2](2)

Figure 112017044003395-pat00002
Figure 112017044003395-pat00002

상기 화학식 2에서, R7 및 R8는 각각 독립적으로 수소, 할로겐기, 시아노기(CN), 니트로기(NO2) 또는 C1 내지 C5의 플루오로알킬기이며, 상기 R7과 R8중 적어도 하나는 할로겐기, 시아노기(CN), 니트로기(NO2) 또는 C1 내지 C5의 플루오로알킬기이다.Wherein R 7 and R 8 are each independently hydrogen, a halogen group, a cyano group (CN), a nitro group (NO 2 ) or a C1 to C5 fluoroalkyl group, and at least one of R 7 and R 8 Is a halogen group, a cyano group (CN), a nitro group (NO 2 ) or a C1 to C5 fluoroalkyl group.

상기 에틸렌 카보네이트계 화합물의 대표적인 예로는 디플루오로 에틸렌카보네이트, 클로로에틸렌 카보네이트, 디클로로에틸렌 카보네이트, 브로모에틸렌 카보네이트, 디브로모에틸렌 카보네이트, 니트로에틸렌 카보네이트, 시아노에틸렌 카보네이트, 플루오로에틸렌 카보네이트 등을 들 수 있다. 상기 비닐렌 카보네이트 또는 상기 에틸렌 카보네이트계 화합물을 더욱 사용하는 경우 그 사용량을 적절하게 조절하여 수명을 향상시킬 수 있다.Representative examples of the ethylene carbonate-based compound include, for example, difluoroethylene carbonate, chloroethylene carbonate, dichloroethylene carbonate, bromoethylene carbonate, dibromoethylene carbonate, nitroethylene carbonate, cyanoethylene carbonate, fluoroethylene carbonate, . When the vinylene carbonate or the ethylene carbonate compound is further used, the amount of the vinylene carbonate or the ethylene carbonate compound can be appropriately controlled to improve the life.

첨가제additive

본 발명의 일 구현예에서, 비수 전해질은 이온 전도도를 증가시키기 위한 첨가제로서 트리알킬실릴 보레이트를 포함한다.In one embodiment of the present invention, the nonaqueous electrolyte comprises a trialkylsilylborate as an additive for increasing ionic conductivity.

상기 트리알킬실릴 보레이트에서 알킬은 C1 내지 C7의 알킬일 수 있으며, 구체적인 예로는 트리메틸실릴 보레이트 등을 들 수 있다.In the trialkylsilylborate, the alkyl may be C1 to C7 alkyl, and specific examples thereof include trimethylsilyl borate and the like.

상기 트리알킬실릴 보레이트는 비수 전해질 총 중량에 대해 약 0.1중량% 내지 약 5중량%, 바람직하게는 약 0.1중량% 내지 약 3중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 함량 범위로 포함될 때, 우수한 이온 전도도를 나타낼 수 있다.The trialkylsilylborate is preferably contained in an amount of about 0.1 wt% to about 5 wt%, and preferably about 0.1 wt% to about 3 wt%, based on the total weight of the nonaqueous electrolyte. When included in the above content range, excellent ion conductivity can be exhibited.

본 발명에 따른 비수 전해질은 상기와 같은 구성을 가짐으로써 리튬 이차 전지의 저온에서의 방전 특성을 개선시키고, 전지 안전성, 신뢰성 및 수명 특성을 증가시킬 수 있다.The nonaqueous electrolyte according to the present invention has the above-described structure, thereby improving the discharge characteristics at low temperature of the lithium secondary battery, and increasing the battery safety, reliability, and life characteristics.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 비수 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a lithium secondary battery comprising the non-aqueous electrolyte.

리튬 이차 전지는 사용하는 세퍼레이터와 전해질의 종류에 따라 리튬 이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지 및 리튬 폴리머 전지로 분류될 수 있고, 형태에 따라 원통형, 각형, 코인형, 파우치형 등으로 분류될 수 있으며, 사이즈에 따라 벌크 타입과 박막 타입으로 나눌 수 있다. 이들 전지의 구조와 제조방법은 이 분야에 널리 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략한다.The lithium secondary battery can be classified into a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, and a lithium polymer battery depending on the type of the separator and electrolyte used. The lithium secondary battery can be classified into a cylindrical shape, a square shape, a coin shape, Depending on the size, it can be divided into bulk type and thin type. The structure and the manufacturing method of these cells are well known in the art, and detailed description thereof will be omitted.

도 1은 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지의 분해 사시도이다. 도 1을 참조하면, 상기 리튬 이차 전지(100)는 원통형으로, 음극(112), 양극(114) 및 상기 음극(112)과 양극(114) 사이에 배치된 세퍼레이터(113), 상기 음극(112), 양극(114) 및 세퍼레이터(113)에 함침된 전해질(미도시), 전지 용기(120), 그리고 상기 전지 용기(120)를 봉입하는 봉입 부재(140)를 주된 부분으로 하여 구성되어 있다. 이러한 리튬 이차 전지(100)는, 음극(112), 양극(114) 및 세퍼레이터(113)를 차례로 적층한 다음 스피럴 상으로 권취된 상태로 전지 용기(120)에 수납하여 구성된다.1 is an exploded perspective view of a lithium secondary battery according to one embodiment. 1, the lithium secondary battery 100 has a cylindrical shape and includes a cathode 112, a cathode 114, a separator 113 disposed between the cathode 112 and the anode 114, An electrolyte 114 (not shown), an electrolyte (not shown) impregnated into the separator 113, a battery container 120, and a sealing member 140 for sealing the battery container 120. The lithium secondary battery 100 is constructed by laminating a cathode 112, an anode 114 and a separator 113 in this order and then winding them in a spiral wound state in the battery container 120.

상기 음극(112)은 집전체 및 상기 집전체 위에 형성된 음극 활물질층을 포함하며, 상기 음극 활물질층은 음극 활물질을 포함한다.The negative electrode 112 includes a current collector and a negative electrode active material layer formed on the current collector, and the negative electrode active material layer includes a negative electrode active material.

상기 음극 활물질로는 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 물질, 리튬 금속, 리튬 금속의 합금, 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 물질, 또는 전이 금속 산화물을 포함한다. The negative electrode active material includes a material capable of reversibly intercalating / deintercalating lithium ions, a lithium metal, an alloy of lithium metal, a material capable of doping and dedoping lithium, or a transition metal oxide.

상기 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 물질로는 탄소 물질로서, 리튬 이온 이차 전지에서 일반적으로 사용되는 탄소계 음극 활물질은 어떠한 것도 사용할 수 있으며, 그 대표적인 예로는 결정질 탄소, 비정질 탄소 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다. 상기 결정질 탄소의 예로는 무정형, 판상, 린편상(flake), 구형 또는 섬유형의 천연 흑연 또는 인조 흑연과 같은 흑연을 들 수 있고, 상기 비정질 탄소의 예로는 소프트 카본(soft carbon: 저온 소성 탄소) 또는 하드 카본(hard carbon), 메조페이스 피치 탄화물, 소성된 코크스 등을 들 수 있다.As a material capable of reversibly intercalating / deintercalating lithium ions, any carbonaceous anode active material commonly used in lithium ion secondary batteries can be used as the carbonaceous material. Typical examples thereof include crystalline carbon , Amorphous carbon, or a combination thereof. Examples of the crystalline carbon include graphite such as natural graphite or artificial graphite in the form of amorphous, plate-like, flake, spherical or fibrous type. Examples of the amorphous carbon include soft carbon (soft carbon) Or hard carbon, mesophase pitch carbide, fired coke, and the like.

상기 리튬 금속의 합금으로는 리튬과 Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Si, Sb, Pb, In, Zn, Ba, Ra, Ge, Al 또는 Sn의 금속과의 합금이 사용될 수 있다.Examples of the lithium metal alloy include lithium and a metal such as Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Si, Sb, Pb, In, Zn, Ba, Alloys may be used.

상기 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 물질로는 Si, SiOx(0 < x < 2), Si-X1 합금(상기 X1는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13족 내지 16족 원소, 전이금속, 희토류 원소 또는 이들의 조합이며, Si은 아님), Sn, SnO2, Sn-X2 합금(상기 X2은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13족 내지 16족 원소, 전이금속, 희토류 원소 또는 이들의 조합이며, Sn은 아님) 등을 들 수 있고, 또한 이들 중 적어도 하나와 SiO2를 혼합하여 사용할 수도 있다. 상기 X1 및 X2의 구체적인 원소로는, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, Rf, V, Nb, Ta, Db, Cr, Mo, W, Sg, Tc, Re, Bh, Fe, Pb, Ru, Os, Hs, Rh, Ir, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, B, Al, Ga, Sn, In, Ti, Ge, P, As, Sb, Bi, S, Se, Te, Po 또는 이들의 조합을 들 수 있다.As the material capable of doping and dedoping lithium, Si, SiO x (0 <x <2), Si-X 1 alloy (X 1 is an alkali metal, an alkali earth metal, a group 13 to 16 group element, , A rare earth element or a combination thereof and not Si), Sn, SnO 2 and Sn-X 2 alloy (X 2 is an alkali metal, an alkali earth metal, a Group 13 to 16 Group element, a transition metal, And Sn is not used), and at least one of them may be mixed with SiO 2 . The specific elements of X 1 and X 2 include Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, Rf, V, Nb, Ta, Db, Cr, Mo, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, B, Al, Ga, Sn, In, Ti, Ge, P, Re, Bh, Fe, Pb, Ru, Os, Hs, Rh, As, Sb, Bi, S, Se, Te, Po, or a combination thereof.

상기 전이 금속 산화물로는 바나듐 산화물, 리튬 바나듐 산화물 등을 들 수 있다.Examples of the transition metal oxide include vanadium oxide, lithium vanadium oxide, and the like.

상기 음극 활물질 층은 또한 바인더를 포함하며, 선택적으로 도전재를 더욱 포함할 수도 있다.The negative electrode active material layer also includes a binder, and may optionally further include a conductive material.

상기 바인더는 음극 활물질 입자들을 서로 잘 부착시키고, 또한 음극 활물질을 전류 집전체에 잘 부착시키는 역할을 하며, 그 대표적인 예로 폴리비닐알콜, 카르복시메틸셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로즈, 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 에틸렌 옥사이드를 포함하는 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 에폭시 수지, 나일론 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The binder serves to adhere the anode active material particles to each other and to adhere the anode active material to the current collector. Typical examples thereof include polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, polyvinyl chloride, Such as polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, polymers comprising ethylene oxide, polyvinyl pyrrolidone, polyurethane, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, polypropylene, styrene-butadiene rubber, Styrene-butadiene rubber, epoxy resin, nylon, and the like may be used, but the present invention is not limited thereto.

상기 도전재는 전극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 구성되는 전지에 있어서 화학변화를 야기하지 않고 전자 전도성 재료이면 어떠한 것도 사용가능하며, 그 예로 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 탄소섬유 등의 탄소계 물질; 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말 또는 금속 섬유 등의 금속계 물질; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 폴리머; 또는 이들의 혼합물을 포함하는 도전성 재료를 사용할 수 있다.The conductive material is used for imparting conductivity to the electrode. Any material can be used as long as it does not cause any chemical change in the battery. Examples of the conductive material include natural graphite, artificial graphite, carbon black, acetylene black, , Carbon-based materials such as carbon fibers; Metal powders such as copper, nickel, aluminum, and silver, or metal-based materials such as metal fibers; Conductive polymers such as polyphenylene derivatives; Or a mixture thereof may be used.

상기 집전체로는 구리 박, 니켈 박, 스테인레스강 박, 티타늄 박, 니켈 발포체(foam), 구리 발포체, 전도성 금속이 코팅된 폴리머 기재, 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다.The current collector may be a copper foil, a nickel foil, a stainless steel foil, a titanium foil, a nickel foil, a copper foil, a polymer substrate coated with a conductive metal, or a combination thereof.

상기 양극(114)은 전류 집전체 및 이 전류 집전체에 형성되는 양극 활물질 층을 포함한다. The anode 114 includes a current collector and a cathode active material layer formed on the current collector.

상기 양극 활물질로는 리튬의 가역적인 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물(리티에이티드 인터칼레이션 화합물)을 사용할 수 있다. 구체적으로는 코발트, 망간, 니켈 또는 이들의 조합의 금속과 리튬과의 복합 산화물 중 1종 이상의 것을 사용할 수 있으며, 그 구체적인 예로는 하기 화학식 중 어느 하나로 표현되는 화합물을 사용할 수 있다: LiaA1 - bRbD2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8 및 0 ≤ b ≤ 0.5이다); LiaE1 - bRbO2 - cDc(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 및 0 ≤ c ≤ 0.05이다); LiE2 - bRbO4 - cDc(상기 식에서, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05이다); LiaNi1 -b- cCobRcDα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α ≤ 2이다); LiaNi1 -b- cCobRcO2 - αZα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α < 2이다); LiaNi1 -b- cCobRcO2 - αZ2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α < 2이다); LiaNi1-b-cMnbRcDα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α ≤ 2이다); LiaNi1 -b- cMnbRcO2 - αZα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α < 2이다); LiaNi1 -b- cMnbRcO2 - αZ2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α < 2이다); LiaNibEcGdO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5 및 0.001 ≤ d ≤ 0.1이다.); LiaNibCocMndGeO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 ≤ d ≤0.5 및 0.001 ≤ e ≤ 0.1이다.); LiaNiGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8 및 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaCoGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8 및 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaMnGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8 및 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaMn2GbO4(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8 및 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); QO2; QS2; LiQS2; V2O5; LiV2O5; LiTO2; LiNiVO4; Li(3-f)J2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); Li(3-f)Fe2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); 및 LiFePO4.As the cathode active material, a compound capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium (a lithiated intercalation compound) can be used. Concretely, it is possible to use at least one of cobalt, manganese, nickel, or a composite oxide of a metal and lithium in combination thereof. Specific examples thereof include compounds represented by one of the following formulas: Li a A 1 - b R b D 2 wherein, in the formula, 0.90? a? 1.8 and 0? b? 0.5; Li a E 1 - b R b O 2 - c D c , wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, and 0 ≤ c ≤ 0.05; LiE 2 - b R b O 4 - c D c where 0? B? 0.5, 0? C? 0.05; Li a Ni 1 -b- c Co b R c D α where 0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0 ≦ b ≦ 0.5, 0 ≦ c ≦ 0.05, and 0 <α ≦ 2; Li a Ni 1 -b- c Co b R c O 2 - ? Z ? Where 0.90? A? 1.8, 0? B? 0.5, 0? C? 0.05 and 0 <? Li a Ni 1 -b- c Co b R c O 2 - ? Z 2 wherein 0.90? A? 1.8, 0? B? 0.5, 0? C? 0.05, and 0 <? Li a Ni 1-bc Mn b R c D ? Wherein, in the formula, 0.90? A? 1.8, 0? B? 0.5, 0? C? 0.05 and 0 <? Li a Ni 1 -b- c Mn b R c O 2 - ? Z ? Where 0.90? A? 1.8, 0? B? 0.5, 0? C? 0.05 and 0 <? Li a Ni 1 -b- c Mn b R c O 2 - ? Z 2 wherein 0.90? A? 1.8, 0? B? 0.5, 0? C? 0.05 and 0 <? Li a Ni b E c G d O 2 wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, and 0.001 ≤ d ≤ 0.1; Li a Ni b Co c Mn d GeO 2 wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 ≤ d ≤ 0.5, and 0.001 ≤ e ≤ 0.1; Li a NiG b O 2 (in the above formula, 0.90? A? 1.8 and 0.001? B? 0.1); Li a CoG b O 2 (in the above formula, 0.90? A? 1.8 and 0.001? B? 0.1); Li a MnG b O 2 wherein, in the above formula, 0.90? A? 1.8 and 0.001? B? 0.1; Li a Mn 2 G b O 4 (in the above formula, 0.90? A? 1.8 and 0.001? B? 0.1); QO 2; QS 2 ; LiQS 2 ; V 2 O 5 ; LiV 2 O 5 ; LiTO 2 ; LiNiVO 4; Li (3-f) J 2 (PO 4 ) 3 (0? F? 2); Li (3-f) Fe 2 (PO 4 ) 3 (0? F? 2); And LiFePO 4.

상기 화학식에 있어서, A는 Ni, Co, Mn 또는 이들의 조합이고; R은 Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, 희토류 원소 또는 이들의 조합이고; D는 O, F, S, P 또는 이들의 조합이고; E는 Co, Mn 또는 이들의 조합이고; Z는 F, S, P 또는 이들의 조합이고; G는 Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V 또는 이들의 조합이고; Q는 Ti, Mo, Mn 또는 이들의 조합이고; T는 Cr, V, Fe, Sc, Y 또는 이들의 조합이고; J는 V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu 또는 이들의 조합이다.In the above formula, A is Ni, Co, Mn or a combination thereof; R is Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, a rare earth element or a combination thereof; D is O, F, S, P or a combination thereof; E is Co, Mn or a combination thereof; Z is F, S, P or a combination thereof; G is Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V or a combination thereof; Q is Ti, Mo, Mn or a combination thereof; T is Cr, V, Fe, Sc, Y or a combination thereof; J is V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu or a combination thereof.

물론 이 화합물 표면에 코팅층을 갖는 것도 사용할 수 있고, 또는 상기 화합물과 코팅층을 갖는 화합물을 혼합하여 사용할 수도 있다. 상기 코팅층은 코팅 원소 화합물로서, 코팅 원소의 옥사이드, 하이드록사이드, 코팅 원소의 옥시하이드록사이드, 코팅 원소의 옥시카보네이트 또는 코팅 원소의 하이드록시카보네이트를 포함할 수 있다. 이들 코팅층을 이루는 화합물은 비정질 또는 결정질일 수 있다. 상기 코팅층에 포함되는 코팅 원소로는 Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, V, Sn, Ge, Ga, B, As, Zr 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 코팅층 형성 공정은 상기 화합물에 이러한 원소들을 사용하여 양극 활물질의 물성에 악영향을 주지 않는 방법(예를 들어 스프레이 코팅, 침지법 등으로 코팅할 수 있으면 어떠한 코팅 방법을 사용하여도 무방하며, 이에 대하여는 당해 분야에 종사하는 사람들에게 잘 이해될 수 있는 내용이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.Of course, a compound having a coating layer on the surface of the compound may be used, or a compound having a coating layer may be mixed with the compound. The coating layer may comprise, as a coating element compound, an oxide, a hydroxide of a coating element, an oxyhydroxide of a coating element, an oxycarbonate of a coating element, or a hydroxycarbonate of a coating element. The compound constituting these coating layers may be amorphous or crystalline. The coating layer may contain Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, V, Sn, Ge, Ga, B, As, Zr or a mixture thereof. The coating layer forming step may be carried out by any of coating methods such as spray coating, dipping, and the like without adversely affecting the physical properties of the cathode active material by using these elements in the above compound. It is a content that can be well understood by people engaged in the field, so detailed explanation will be omitted.

상기 양극 활물질 층은 또한 바인더 및 도전재를 포함한다.The cathode active material layer also includes a binder and a conductive material.

상기 바인더는 양극 활물질 입자들을 서로 잘 부착시키고, 또한 양극 활물질을 전류 집전체에 잘 부착시키는 역할을 하며, 그 대표적인 예로는 폴리비닐알콜, 카르복시메틸셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로즈, 디아세틸셀룰로즈, 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 에틸렌 옥사이드를 포함하는 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 에폭시 수지, 나일론 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The binder serves to adhere the positive electrode active material particles to each other and to adhere the positive electrode active material to the current collector. Typical examples thereof include polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, diacetyl cellulose, polyvinyl Polyvinylpyrrolidone, polyurethane, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, polypropylene, styrene-acrylonitrile, styrene-butadiene rubber, Butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber, epoxy resin, nylon, and the like, but not limited thereto.

상기 도전재는 전극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 구성되는 전지에 있어서, 화학변화를 야기하지 않고 전자 전도성 재료이면 어떠한 것도 사용가능하며, 그 예로 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 탄소섬유, 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말, 금속 섬유 등을 사용할 수 있고, 또한 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 재료를 1종 또는 1종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.The conductive material is used for imparting conductivity to the electrode. Any conductive material can be used without causing any chemical change in the battery. Examples of the conductive material include natural graphite, artificial graphite, carbon black, acetylene black, Metal powders such as black, carbon fiber, copper, nickel, aluminum, and silver, metal fibers, and the like, and conductive materials such as polyphenylene derivatives may be used alone or in combination.

상기 전류 집전체로는 알루미늄(Al)을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The current collector may be aluminum (Al), but the present invention is not limited thereto.

상기 음극(112)과 상기 양극(114)은 각각 활물질, 도전재 및 바인더를 용매 중에서 혼합하여 활물질 조성물을 제조하고, 이 조성물을 전류 집전체에 도포하여 제조한다. 이와 같은 전극 제조 방법은 당해 분야에 널리 알려진 내용이므로 본 명세서에서 상세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 용매로는 N-메틸피롤리돈 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The negative electrode 112 and the positive electrode 114 are prepared by mixing an active material, a conductive material and a binder in a solvent to prepare an active material composition, and applying the composition to a current collector. The method of manufacturing the electrode is well known in the art, and therefore, a detailed description thereof will be omitted herein. As the solvent, N-methylpyrrolidone or the like can be used, but it is not limited thereto.

상기 전해질은 앞서 설명한 바와 같다. The electrolyte is as described above.

리튬 이차 전지의 종류에 따라 양극(114)과 음극(112) 사이에 세퍼레이터(113)가 존재할 수도 있다. 상기 세퍼레이터(113)로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드 또는 이들의 2층 이상의 다층막이 사용될 수 있으며, 폴리에틸렌/폴리프로필렌 2층 세퍼레이터, 폴리에틸렌/폴리프로필렌/폴리에틸렌 3층 세퍼레이터, 폴리프로필렌/폴리에틸렌/폴리프로필렌 3층 세퍼레이터 등과 같은 혼합 다층막이 사용될 수 있음은 물론이다.The separator 113 may exist between the anode 114 and the cathode 112 depending on the type of the lithium secondary battery. The separator 113 may be made of polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride, or a multilayer film of two or more thereof. The separator may be a polyethylene / polypropylene double layer separator, a polyethylene / polypropylene / polyethylene triple layer separator, a polypropylene / polyethylene / Polypropylene three-layer separator, or the like can be used.

이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러한 하기한 실시예는 본 발명의 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, examples and comparative examples of the present invention will be described. The following embodiments are only examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments.

(( 실시예Example 1) One)

양극 활물질로서 LiCoO2과 Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2의 혼합물(중량비: 7:3)을 바인더인 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride: PVDF)와 도전재인 카본을 92:4:4의 중량비로 혼합한 후, N-메틸-2-피롤리돈을 첨가하여 양극 슬러리를 제조하였다. 제조된 양극 슬러리를 집전체로서 두께 20㎛의 알루미늄 박에 도포한 후 진공오븐에서 건조하고 압연하여 양극을 제조하였다.A mixture of LiCoO 2 and Li (Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ) O 2 (weight ratio: 7: 3) as a positive electrode active material was mixed with polyvinylidene fluoride (PVDF) Were mixed in a weight ratio of 92: 4: 4, and N-methyl-2-pyrrolidone was added to prepare a positive electrode slurry. The prepared positive electrode slurry was applied to an aluminum foil having a thickness of 20 mu m as a current collector, followed by drying in a vacuum oven and rolling to prepare a positive electrode.

음극 활물질로서 결정성 인조흑연과 바인더인 PVDF를 92:8의 중량비로 혼합한 후 N-메틸-2-피롤리디논을 첨가하여 분산시켜 음극 슬러리를 제조하였다. 제조된 음극 슬러리를 집전체로서 두께 15㎛의 구리박에 도포하고 진공오븐에서 건조하고 압연하여 음극을 제조하였다.Crystalline artificial graphite as a negative electrode active material and PVDF as a binder were mixed at a weight ratio of 92: 8, and then N-methyl-2-pyrrolidinone was added and dispersed to prepare an anode slurry. The prepared negative electrode slurry was applied to a copper foil having a thickness of 15 탆 as a current collector, dried in a vacuum oven and rolled to prepare a negative electrode.

상기에서 제조된 양극 및 음극 사이에 두께 25㎛의 폴리에틸렌으로 제조된 다공성 분리막을 세퍼레이터로 사용하여 전극조립체를 제조하였다. 상기 전극조립체를 권취, 압축하여 각형 캔에 삽입하였다. 여기에 에틸렌카보네이트(EC)/디에틸카보네이트(DEC)의 혼합 용매(혼합 부피비=30:60)에 비수 전해질 총 중량에 대하여 에틸아세테이트(EA) 10중량% 및 트리메틸실릴 보레이트(TMSB) 1중량%를 첨가한 후 LiPF6을 1M로 용해시켜 제조한 비수 전해질을 주입한 다음 밀봉하여 리튬 이차 전지를 제조하였다.An electrode assembly was prepared using the porous separator made of polyethylene having a thickness of 25 mu m as a separator between the positive electrode and the negative electrode prepared above. The electrode assembly was wound, compressed, and inserted into a square can. 10% by weight of ethyl acetate (EA) and 1% by weight of trimethylsilylborate (TMSB) were added to a mixed solvent of ethylene carbonate (EC) / diethyl carbonate (DEC) (mixing volume ratio = 30: And then LiPF 6 was dissolved in 1M, and then a non-aqueous electrolyte was injected thereinto, followed by sealing to prepare a lithium secondary battery.

(( 실시예Example 2 내지 18 및  2 to 18 and 비교예Comparative Example 1 내지 3) 1 to 3)

하기 표 1에 기재된 바와 같은 함량 및 조성으로 혼합하여 제조된 비수 전해질을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하여 전지를 제작하였다.A battery was produced in the same manner as in Example 1, except that a non-aqueous electrolyte prepared by mixing in the amounts and compositions as shown in Table 1 below was used.

용매(부피비)Solvent (volume ratio) 저융점용매
(중량%)
Low melting point solvent
(weight%)
LiPF6
(M)
LiPF 6
(M)
TMSB
(중량%)
TMSB
(weight%)
실시예 1Example 1 EC/DEC = 30:60EC / DEC = 30:60 EA 10EA 10 1.01.0 1One 실시예 2Example 2 EC/DEC = 30:40EC / DEC = 30:40 EA 30EA 30 1.01.0 1One 실시예 3Example 3 EC/DEC = 30:20EC / DEC = 30:20 EA 50EA 50 1.01.0 1One 실시예 4Example 4 EC = 30EC = 30 EA 70EA 70 1.01.0 1One 실시예 5Example 5 EC/DEC = 30:60EC / DEC = 30:60 EP 10EP 10 1.01.0 1One 실시예 6Example 6 EC/DEC = 30:40EC / DEC = 30:40 EP 30EP 30 1.01.0 1One 실시예 7Example 7 EC/DEC = 30:20EC / DEC = 30:20 EP 50EP 50 1.01.0 1One 실시예 8Example 8 EC/DEC = 30EC / DEC = 30 EP 70EP 70 1.01.0 1One 실시예 9Example 9 EC/DEC = 30:20EC / DEC = 30:20 EA 50EA 50 1.01.0 0.10.1 실시예 10Example 10 EC/DEC = 30:20EC / DEC = 30:20 EA 50EA 50 1.01.0 0.50.5 실시예 11Example 11 EC/DEC = 30:20EC / DEC = 30:20 EA 50EA 50 1.01.0 22 실시예 12Example 12 EC/DEC = 30:20EC / DEC = 30:20 EA 50EA 50 1.01.0 33 실시예 13Example 13 EC/DEC = 30:20EC / DEC = 30:20 MA 50MA 50 1.01.0 1One 실시예 14Example 14 EC/DEC = 30:20EC / DEC = 30:20 PA 50PA 50 1.01.0 1One 실시예 15Example 15 EC/DEC = 30:20EC / DEC = 30:20 BA 50BA 50 1.01.0 1One 실시예 16Example 16 EC/DEC = 30:20EC / DEC = 30:20 MP 50MP 50 1.01.0 1One 실시예 17Example 17 EC/DEC = 30:20EC / DEC = 30:20 PP 50PP 50 1.01.0 1One 실시예 18Example 18 EC/DEC = 30:20EC / DEC = 30:20 BP 50BP 50 1.01.0 1One 비교예 1Comparative Example 1 EC/DEC/EMC = 30:20:50EC / DEC / EMC = 30:20:50 -- 1.01.0 -- 비교예 2Comparative Example 2 EC/DEC/EMC=30:20:50EC / DEC / EMC = 30: 20: 50 -- 1.01.0 1One 비교예 3Comparative Example 3 EC/DEC = 30:20EC / DEC = 30:20 EA 50EA 50 1.01.0 --

상기 표 1에서 EC는 에틸렌카보네이트, DEC는 디에틸카보네이트, EMC는 에틸메틸카보네이트, EA는 에틸아세테이트, EP는 에틸 프로피오네이트, MA는 메틸 아세테이트, PA는 프로필 아세테이트, BA는 부틸 아세테이트, BP는 부틸 프로피오네이트, PP는 프로필 프로피오네이트, 그리고 TMSB는 트리메틸실릴 보레이트를 의미한다.In Table 1, EC is ethylene carbonate, DEC is diethyl carbonate, EMC is ethyl methyl carbonate, EA is ethyl acetate, EP is ethyl propionate, MA is methyl acetate, PA is propyl acetate, BA is butyl acetate, Butyl propionate, PP means propyl propionate, and TMSB means trimethyl silyl borate.

상기 실시예 및 비교예에서 사용된 용매들의 녹는점을 하기 표 2 및 도 2에나타내었다.The melting points of the solvents used in the above Examples and Comparative Examples are shown in Table 2 and FIG.

용매menstruum 녹는점(℃)Melting point (℃) EC(에틸 카보네이트)EC (ethyl carbonate) 3636 PC(프로필 카보네이트)PC (propyl carbonate) -48-48 DMC(디메틸 카보네이트)DMC (dimethyl carbonate) 33 EMC(에틸메틸 카보네이트)EMC (ethyl methyl carbonate) -15-15 DEC(메틸에틸 카보네이트)DEC (methyl ethyl carbonate) -43-43 EA(에틸 아세테이트)EA (ethyl acetate) -84-84 MA(메틸 아세테이트)MA (methyl acetate) -94-94 PA(프로필 아세테이트)PA (propyl acetate) -93-93 BA(부틸 아세테이트)BA (butyl acetate) -78-78 EP(에틸 프로피오네이트)EP (ethyl propionate) -73-73 MP(메틸 프로피오네이트)MP (methyl propionate) -87-87 PP(프로필 프로피오네이트)PP (propyl propionate) -76-76 BP(부틸 프로피오네이트)BP (butyl propionate) -74-74

도 2는 1M LiPF6를 포함하는 EC/EMC/DEC 혼합 용매(혼합 부피비=3:5:2)에 다양한 저융점 용매를 비수 전해질 총 중량에 대하여 하기 표 3에 나타난 바와 같은 함량으로 각각 첨가하면서 0℃ 및 25℃에서의 이온전도도(S/cm)를 관찰한 결과를 나타낸 것이다.FIG. 2 shows the results obtained by adding various low-melting-point solvents to the EC / EMC / DEC mixed solvent (mixing volume ratio = 3: 5: 2) containing 1M LiPF 6 in the contents shown in Table 3 And the ion conductivity (S / cm) at 0 占 폚 and 25 占 폚.

전해질Electrolyte LiPF6 LiPF 6 EC/EMC/DEC 혼합 용매
(혼합 부피비)
EC / EMC / DEC mixed solvent
(Mixing volume ratio)
첨가제
(중량%)
additive
(weight%)
REFREF 1M1M 3:5:23: 5: 2 -- MA1MA1 1M1M 3:5:23: 5: 2 1010 MA2MA2 1M1M 3:5:23: 5: 2 2020 EA1EA1 1M1M 3:5:23: 5: 2 1010 EA2EA2 1M1M 3:5:23: 5: 2 2020 PA1PA1 1M1M 3:5:23: 5: 2 1010 PA2PA2 1M1M 3:5:23: 5: 2 2020 MP1MP1 1M1M 3:5:23: 5: 2 1010 MP2MP2 1M1M 3:5:23: 5: 2 2020 EP1EP1 1M1M 3:5:23: 5: 2 1010 EP2EP2 1M1M 3:5:23: 5: 2 2020 PP1PP1 1M1M 3:5:23: 5: 2 1010 PP2PP2 1M1M 3:5:23: 5: 2 2020 BP1BP1 1M1M 3:5:23: 5: 2 1010 BP2BP2 1M1M 3:5:23: 5: 2 2020

(( 시험예Test Example ))

상기 실시예 및 비교예에서 제작된 전지들에 대해 -20℃ 및 -30℃에서의 저온 용량과 상온에서 500사이클 후 수명특성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 4에 기재하였다. 또한 비교예 2와 3 및 실시예 3의 -20 ℃ 및 -30 ℃의 저온용량을 도 3 및 도 4에 각각 나타내었다. 상세하게는 저온 용량은 상기 실시예 및 비교예에서 제작된 전지들을 화성 충방전을 거쳐 활성화시킨 후 400mA의 전류로 4.35V 충전전압으로 CC-CV조건으로 충전하고, -20℃ 및 -30℃ 챔버에 각각 2시간 방치해 얼린 후 1C로 2.75V까지 방전하여 방전용량을 확인했다.The batteries manufactured in Examples and Comparative Examples were evaluated for low temperature capacity at -20 占 폚 and -30 占 폚, and life characteristics after 500 cycles at room temperature, and the results are shown in Table 4 below. The low-temperature capacities of Comparative Examples 2 and 3 and Example 3 at -20 캜 and -30 캜 are shown in Figs. 3 and 4, respectively. Specifically, the batteries manufactured in the above-mentioned Examples and Comparative Examples were activated by a charge / discharge cycle and then charged under a CC-CV condition at a current of 400 mA at a charging voltage of 4.35 V, For 2 hours, and after freezing, discharging was performed up to 2.75 V at 1 C to confirm the discharge capacity.

또한 전지의 수명특성은 1C, 4.2V 또는 4.35V 충전전압으로 CC-CV 조건으로 2시간 30분 충전한 후 1C 3.2V 컷-오프로 방전하는 것을 1사이클로 하여 상온(24 내지 25℃)에서 500회 반복 실시한 후 초기 방전용량 대비 500회 싸이클 후 방전용량의 비율을 수명 특성으로 평가하였다.The lifespan characteristics of the battery were 500 cycles at room temperature (24 to 25 ° C) with one cycle of charging at 1 C, 4.2 V, or 4.35 V charging voltage for 2 hours 30 minutes under CC-CV conditions and then discharging at 1 C 3.2 V cut- After the cycle was repeated, the ratio of the discharge capacity after 500 cycles to the initial discharge capacity was evaluated as the life characteristics.

-20℃ 방전용량
(%)
-20 ℃ discharge capacity
(%)
-30℃ 방전용량
(%)
-30 ℃ discharge capacity
(%)
상온에서 500 사이클 후 수명 특성
(%)
Life characteristics after 500 cycles at room temperature
(%)
실시예 1Example 1 4242 77 8888 실시예 2Example 2 4747 99 8888 실시예 3Example 3 5050 1515 8787 실시예 4Example 4 5353 1414 8282 실시예 5Example 5 3838 55 8989 실시예 6Example 6 4040 77 8787 실시예 7Example 7 4545 1212 8585 실시예 8Example 8 4747 1515 8585 실시예 9Example 9 4545 22 8383 실시예 10Example 10 4343 88 8484 실시예 11Example 11 4848 1717 8484 실시예 12Example 12 5151 1515 8181 실시예 13Example 13 4545 1010 8585 실시예 14Example 14 4444 1010 8282 실시예 15Example 15 4444 77 8080 실시예 16Example 16 4343 77 8383 실시예 17Example 17 4040 55 8080 실시예 18Example 18 4141 55 8080 비교예 1Comparative Example 1 1212 00 8888 비교예 2Comparative Example 2 1515 00 8989 비교예 3Comparative Example 3 4040 00 8080

상기 표 4 및 도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 18의 전지는, 비교예 1 내지 3의 전지에 비해 저온에서 우수한 방전 용량을 나타내는 동시에 상온에서 우수한 수명특성을 나타내었다.As shown in Table 4 and FIG. 3 and FIG. 4, the batteries of Examples 1 to 18 according to the present invention exhibited excellent discharge capacities at a low temperature as compared with the batteries of Comparative Examples 1 to 3, Respectively.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, And falls within the scope of the invention.

100 : 리튬 이차 전지
112 : 음극
113 : 세퍼레이터
114 : 양극
120 : 전지 용기
140 : 봉입부재
100: Lithium secondary battery
112: cathode
113: Separator
114: anode
120: Battery container
140: sealing member

Claims (4)

리튬염;
비수성 유기용매; 및
첨가제로 이루어진 리튬 이차 전지용 비수 전해질로서,
상기 비수성 유기용매는 -50℃ 이하의 녹는점과 25℃에서 6S/cm 이상의 이온 전도도를 갖는 저융점 용매를 포함하는 것이고,
상기 저융점 용매는 상기 비수성 유기용매 총 중량에 대해 50중량% 내지 70중량%로 포함되는 것이고,
상기 저융점 용매는 에틸아세테이트, 에틸프로피오네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것이고,
상기 첨가제는 트리알킬실릴 보레이트이고,
상기 트리알킬실릴 보레이트는 상기 비수 전해질 총 중량에 대해 0.5중량% 내지 3중량%로 포함되고,
상기 리튬 이차 전지는 탄소계 음극 활물질을 포함하는 음극을 포함하는 것인, 리튬 이차 전지용 비수 전해질.
Lithium salts;
Non-aqueous organic solvent; And
A nonaqueous electrolyte for a lithium secondary battery comprising an additive,
The non-aqueous organic solvent includes a low melting point solvent having a melting point of -50 DEG C or less and an ion conductivity of 6 S / cm or more at 25 DEG C,
The low melting point solvent is contained in an amount of 50% by weight to 70% by weight based on the total weight of the non-aqueous organic solvent,
The low melting point solvent is selected from the group consisting of ethyl acetate, ethyl propionate, and mixtures thereof,
Wherein the additive is trialkylsilylborate,
The trialkylsilylborate is contained in an amount of 0.5% by weight to 3% by weight based on the total weight of the nonaqueous electrolyte,
Wherein the lithium secondary battery comprises a negative electrode including a carbon-based negative active material.
제1항에 있어서,
상기 트리알킬실릴 보레이트는 트리메틸실릴 보레이트인 리튬 이차 전지용 비수 전해질.
The method according to claim 1,
Wherein the trialkylsilylborate is trimethylsilylborate.
탄소계 음극 활물질을 포함하는 음극;
양극; 및
비수 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지로서,
상기 비수 전해질은
리튬염;
비수성 유기용매; 및
첨가제로 이루어진 것이며,
상기 비수성 유기용매는 -50℃ 이하의 녹는점과 25℃에서 6S/cm 이상의 이온 전도도를 갖는 저융점 용매를 포함하고, 상기 저융점 용매는 상기 비수성 유기용매 총 중량에 대해 50중량% 내지 70중량%로 포함되고,
상기 저융점 용매는 에틸아세테이트, 에틸프로피오네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것이고,
상기 첨가제는 트리알킬실릴보레이트이고,
상기 비수 전해질은 상기 트리알킬실릴 보레이트를 상기 비수 전해질 총 중량에 대해 0.5중량% 내지 3중량%로 포함하는 것인
리튬 이차 전지.
A negative electrode comprising a carbon-based negative electrode active material;
anode; And
A lithium secondary battery comprising a non-aqueous electrolyte,
The non-
Lithium salts;
Non-aqueous organic solvent; And
&Lt; / RTI &gt;
Wherein the non-aqueous organic solvent comprises a low melting point solvent having a melting point of -50 DEG C or less and an ion conductivity of 6 S / cm or more at 25 DEG C, and the low melting point solvent is 50 wt% 70% by weight,
The low melting point solvent is selected from the group consisting of ethyl acetate, ethyl propionate, and mixtures thereof,
Wherein the additive is trialkylsilylborate,
And the non-aqueous electrolyte comprises the trialkylsilylborate in an amount of 0.5% by weight to 3% by weight based on the total weight of the nonaqueous electrolyte.
Lithium secondary battery.
제3항에 있어서,
상기 트리알킬실릴보레이트는 트리메틸실릴 보레이트인 리튬 이차 전지.
The method of claim 3,
Wherein the trialkylsilylborate is trimethylsilylborate.
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