KR102196364B1 - Electrolyte Solution, preparation method thereof and magnesium battery comprising the electrolyte solution - Google Patents

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Abstract

두 개의 Si-N-Si 코어 및 N-Mg-N 본드(bond)를 포함하는 고리형 또는 사슬형의 비스 실릴아미드 마그네슘염을 포함하는 전해액, 이의 제조방법 및 상기 전해액을 포함하는 마그네슘 전지를 제공한다.An electrolyte containing a cyclic or chain bissilylamide magnesium salt containing two Si-N-Si cores and an N-Mg-N bond, a method of manufacturing the same, and a magnesium battery comprising the electrolyte do.

Description

전해액, 이의 제조방법 및 상기 전해액을 포함하는 마그네슘 전지{Electrolyte Solution, preparation method thereof and magnesium battery comprising the electrolyte solution}Electrolyte solution, preparation method thereof and magnesium battery comprising the electrolyte solution

전해액, 이의 제조방법 및 상기 전해액을 포함하는 마그네슘 전지에 관한 것이다.It relates to an electrolytic solution, a method of manufacturing the same, and a magnesium battery including the electrolytic solution.

최근, 전력저장용 전지의 소재에 대한 관심이 높아지고 있다. Recently, interest in materials for batteries for power storage is increasing.

마그네슘 전지는 기존의 리튬 전지, 납 축전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지 및 니켈-아연 전지 등과 비교하여 친환경적이고, 가격경쟁력이 우수하며, 에너지 저장 특성이 높기 때문에 활발히 연구되고 있다.Magnesium batteries are being actively studied because they are eco-friendly, have excellent price competitiveness, and have high energy storage characteristics compared to conventional lithium batteries, lead   storage batteries, nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries and nickel-zinc batteries.

통상의 마그네슘 전지는 Mo3S4와 같은 벌크 형태(bulk form)의 금속 설파이드계 활물질을 포함하는 양극, 마그네슘 또는 그의 합금과 같은 마그네슘계 활물질을 포함하는 음극, 및 유기용매에 마그네슘염을 용해시켜 제조한 전해액을 구비한다. In a typical magnesium battery, a positive electrode containing a metal sulfide-based active material in a bulk form such as Mo 3 S 4 , a negative electrode containing a magnesium-based active material such as magnesium or an alloy thereof, and a magnesium salt are dissolved in an organic solvent. A prepared electrolyte solution is provided.

전해액은 양극 및 음극을 구성하는 물질과 접촉하기 때문에 화학적 반응성을 유지하여야 하나, 전해액 대부분은 음극상에 필름을 형성하여 전기화학반응을 멈추게 할 수 있다. Since the electrolyte is in contact with the material constituting the anode and the cathode, it must maintain chemical reactivity, but most of the electrolyte can stop the electrochemical reaction by forming a film on the cathode.

따라서, 전기화학적으로 안정되고 마그네슘의 증착/용출의 가역성을 높여 효율이 개선될 수 있는 새로운 마그네슘염을 포함하는 전해액이 요구된다.Therefore, there is a need for an electrolyte containing a new magnesium salt that is electrochemically stable and can improve efficiency by increasing the reversibility of deposition/elution of magnesium.

일 측면은 전기화학적으로 안정되고 마그네슘의 증착/용출의 가역성을 높여 효율이 개선될 수 있는 전해액을 제공하는 것이다.One aspect is to provide an electrolyte that is electrochemically stable and can improve efficiency by increasing the reversibility of deposition/elution of magnesium.

다른 일 측면은 대량으로 산업상 적용이 가능한 전해액의 제조방법을 제공하는 것이다.Another aspect is to provide a method of manufacturing an electrolyte solution capable of industrial application in large quantities.

또다른 일 측면은 상기 전해액을 포함하는 마그네슘 전지를 제공하는 것이다.Another aspect is to provide a magnesium battery including the electrolyte.

일 측면에 따라, According to one aspect,

두 개의 Si-N-Si 코어 및 N-Mg-N 본드(bond)를 포함하는 고리형 또는 사슬형의 비스 실릴아미드 마그네슘염을 포함하는 전해액을 제공한다.There is provided an electrolyte solution containing a cyclic or chain bissilylamide magnesium salt containing two Si-N-Si cores and an N-Mg-N bond.

다른 측면에 따라,According to the other side,

비수성 유기 용매; Non-aqueous organic solvents;

두 개의 Si-N-Si 코어 및 N-Mg-N 본드를 포함하는 고리형 또는 사슬형의 비스 실릴아미드 마그네슘염; 및 A cyclic or chain bissilylamide magnesium salt comprising two Si-N-Si cores and an N-Mg-N bond; And

루이스 산(Lewis acid);을 포함하는 전해액을 제공한다.It provides an electrolyte solution containing; Lewis acid.

또 다른 측면에 따라,According to another aspect,

고리형 또는 사슬형의 실릴아미드 할라이드 함유 마그네슘염에 극성 유기 용매를 첨가하여 두 개의 Si-N-Si 코어 및 N-Mg-N 본드를 포함하는 고리형 또는 사슬형의 비스 실릴아미드 마그네슘염의 전해액을 제조하는 단계;를 포함하는 전해액의 제조방법이 제공된다.An electrolyte solution of a cyclic or chain bissilylamide magnesium salt containing two Si-N-Si cores and an N-Mg-N bond by adding a polar organic solvent to a cyclic or chain silylamide halide-containing magnesium salt. There is provided a method of manufacturing an electrolyte solution including a manufacturing step.

또 다른 측면에 따라,According to another aspect,

마그네슘 이온을 흡장 방출하는 양극 활물질을 포함하는 양극;A positive electrode including a positive electrode active material for storing and releasing magnesium ions;

마그네슘 이온을 흡장 방출하는 음극 활물질을 포함하는 음극; 및 A negative electrode including a negative electrode active material for storing and releasing magnesium ions; And

상기 양극 및 음극 사이에 함침된 전술한 전해액;을 포함하는 마그네슘 전지가 제공된다.There is provided a magnesium battery including the above-described electrolyte impregnated between the positive electrode and the negative electrode.

일 측면에 따른 전해액 및 이를 포함하는 마그네슘 전지는 비스 실릴아미드 마그네슘염을 포함하여 전기화학적으로 안정하고, 3.0 (vs. Mg/Mg2 +) 이상의 산화 전위를 가질 수 있고, 마그네슘의 증착/용출의 가역성을 높여 효율이 개선될 수 있다. 또한 상기 비스 실릴아미드 마그네슘염은 할로겐을 포함하지 않기 때문에 상기 비스 실릴아미드 마그네슘염을 포함하는 전해액은 비귀금속(non-noble metal)에 대한 부식 없는(corrosion free) 전해액으로서 보다 개선된 효율을 가질 수 있다. 상기 전해액의 제조방법은 별도의 결정화 공정을 거치지 않아 수율이 높고 대량 생산이 가능하다.The electrolyte according to an aspect and a magnesium battery including the same are electrochemically stable, including a bissilylamide magnesium salt, and may have an oxidation potential of 3.0 (vs. Mg/Mg 2 + ) or higher, and the deposition/elution of magnesium Efficiency can be improved by increasing reversibility. In addition, since the bissilylamide magnesium salt does not contain halogen, the electrolytic solution containing the bissilylamide magnesium salt is used as a non-noble metal. As a corrosion free electrolyte It can have more improved efficiency. The manufacturing method of the electrolyte solution does not undergo a separate crystallization process, so the yield is high and mass production is possible.

도 1은 일 구현예에 따른 마그네슘 전지(1)의 개략도이다.
도 2a는 실시예 1, 실시예 2, 및 비교예 1의 전해액에 대한 산화 전위를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2a는 실시예 4의 전해액에 대한 산화 전위를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 실시예 1의 전해액에 대한 전류 순환법(cyclic voltammetry) 측정결과를 나타낸 그래프이다.
도 4a는 실시예 1, 실시예 2, 및 비교예 1의 전해액에 대한 전류 순환법(cyclic voltammetry) 측정결과를 나타낸 그래프이다.
도 4b는 실시예 4의 전해액에 대한 전류 순환법(cyclic voltammetry) 측정결과를 나타낸 그래프이다.
1 is a schematic diagram of a magnesium battery 1 according to an embodiment.
2A is a graph showing the results of measuring the oxidation potential of the electrolyte solutions of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1. FIG.
2A is a graph showing the results of measuring the oxidation potential of the electrolyte solution of Example 4.
3 is a graph showing the measurement results of cyclic voltammetry for the electrolyte solution of Example 1. FIG.
4A is a graph showing measurement results of cyclic voltammetry for the electrolyte solutions of Examples 1, 2, and Comparative Example 1. FIG.
4B is a graph showing the measurement results of cyclic voltammetry for the electrolyte solution of Example 4. FIG.

이하, 본 발명의 일 구현예에 따른 전해액, 이의 제조방법 및 상기 전해액을 포함하는 마그네슘 전지에 관하여 상세히 설명하기로 한다. 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 특허청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, an electrolyte according to an embodiment of the present invention, a method for manufacturing the same, and a magnesium battery including the electrolyte will be described in detail. This is presented as an example, whereby the present invention is not limited, and the present invention is only defined by the scope of the claims to be described later.

일 측면으로, 두 개의 Si-N-Si 코어 및 N-Mg-N 본드(bond)를 포함하는 고리형 또는 사슬형의 비스 실릴아미드 마그네슘염을 포함하는 전해액이 제공된다. 본 명세서에 사용된 "비스 실릴아미드 마그네슘염"이라 함은 "비스 실릴아미드 마그네슘염 및 이로부터 유도된 유도체를 포함"하는 광의의 "비스 실릴아미드 마그네슘염"을 의미한다.In one aspect, there is provided an electrolytic solution comprising a cyclic or chain bissilylamide magnesium salt including two Si-N-Si cores and an N-Mg-N bond. The term "bissilylamide magnesium salt" as used herein refers to "bissilylamide magnesium salt" in the broad sense including "bissilylamide magnesium salt and derivatives derived therefrom".

일반적으로 마그네슘 전지는 양극, 음극 및 이온 전도성 전해액을 포함하고, 이온 전도성 전해액으로는 음극상에 필름을 형성하지 않는 그리냐드계 마그네슘염(RMgX(R = 알킬기 또는 아릴기, X = Cl 또는 Br))을 포함하는 전해액을 사용한다. 이러한 마그네슘 전지의 전기 화학적 반응은, 예를 들어 하기와 같다:In general, a magnesium battery includes a positive electrode, a negative electrode, and an ion conductive electrolyte, and as an ion conductive electrolyte, a Grignard-based magnesium salt that does not form a film on the negative electrode (RMgX (R = alkyl group or aryl group, X = Cl or Br) ) Is used. The electrochemical reaction of such a magnesium cell is, for example:

양극: Mg → Mg2 + + 2e- Positive electrode: Mg → Mg 2 + + 2e -

음극: MgyMX + zMg2 + → Mgy + zMX + 2e- Negative electrode: Mg → Mg + 2 zMg y MX + y + z MX + 2e -

즉, 방전시에 음극에서 외부회로로 전자를 방출하고 발생된 마그네슘 이온이 전해액을 통과하며(산화 반응), 충전시에 마그네슘 이온이 음극으로 이동하여 금속으로 도금되며 전자를 되찾는 반응(환원 반응)이 일어난다.That is, during discharge, electrons are released from the cathode to the external circuit, and the generated magnesium ions pass through the electrolyte (oxidation reaction), and during charging, magnesium ions move to the cathode and are plated with metal to recover electrons (reduction reaction). ) Happens.

그러나 그리냐드계 마그네슘염을 포함하는 전해액은 화학적 평형 상태에서 RMg+ 과 같은 양이온의 우세로 인해 전기화학적으로 불안정하게 될 수 있다. 이로 인해 마그네슘의 증착/용출(deposition/dissolution)의 가역성(reversibiliyu)이 저하되어 효율이 저하되게 된다.However, the electrolyte solution containing the Grignard magnesium salt may become electrochemically unstable due to the dominance of cations such as RMg + in a chemical equilibrium state. Due to this, the reversibiliyu of deposition/dissolution of magnesium is lowered, resulting in a decrease in efficiency.

일 구현예에 따른 고리형 또는 사슬형의 비스 실릴아미드 마그네슘염은 낮은 HOMO 에너지 레벨의 비친핵성(non-nucleophilic) 구조이다. 이러한 비친핵성 구조는 화학적 평형 상태에서 RMg+ 양이온 보다는 MgCl+ 양이온이 우세하게 존재하여 마그네슘 증착 패스(path)가 안정하게 되고 전기화학적으로 안정하다고 여겨진다.The cyclic or chain bissilylamide magnesium salt according to one embodiment has a low HOMO energy level non-nucleophilic structure. In such a non-nucleophilic structure, MgCl + cations exist more predominantly than RMg + cations in a chemical equilibrium state, so that the magnesium deposition path becomes stable and is considered to be electrochemically stable.

예를 들어, 고리형 비스 실릴아미드 마그네슘염은 N원자 주위에 전자가 풍부한 두 개의 Si가 존재함으로써 그 주위에 입체 장해(steric hindrance) 효과가 발생하며 그 결과 화학적 반응성을 유지할 수 있으며 전기화학적으로 안정할 수 있다. 또한 넓은 범위의 산화 전위를 가질 수 있으며, 음극상에 필름을 형성하지 않도록 화학적 반응성을 최소화시킬 수 있다.For example, in the cyclic bissilylamide magnesium salt, the presence of two electron-rich Si around the N atom causes a steric hindrance effect around the N atom, and as a result, it can maintain chemical reactivity and is electrochemically stable. can do. In addition, it may have a wide range of oxidation potentials, and chemical reactivity may be minimized so as not to form a film on the cathode.

또한 상기 고리형 또는 사슬형의 비스 실릴아미드 마그네슘염은 할로겐을 포함하지 않기 때문에 상기 고리형 또는 사슬형의 비스 실릴아미드 마그네슘염을 포함하는 전해액은 비귀금속(non-noble metal)에 대한 부식 없는(corrosion free) 전해액으로서 보다 향상된 효율을 가질 수 있다.In addition, since the cyclic or chain bissilylamide magnesium salt does not contain halogen, the electrolyte solution containing the cyclic or chain bissilylamide magnesium salt is used as a non-noble metal. As a corrosion free electrolyte, it may have improved efficiency.

상기 고리형 또는 사슬형의 비스 실릴아미드 마그네슘염은 하기 화학식 1로 표시되는 마그네슘염을 포함할 수 있다:The cyclic or chain bissilylamide magnesium salt may include a magnesium salt represented by the following formula (1):

<화학식 1><Formula 1>

Figure 112014050100768-pat00001
Figure 112014050100768-pat00001

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

A 또는 M부분이 고리를 형성하도록 연결되어 있거나 또는 열린 사슬(open chain)을 형성하도록 연결되어 있지 않으며;The A or M moieties are linked to form a ring or are not linked to form an open chain;

상기 A 또는 M부분이 고리를 형성하도록 연결되어 있을 때, 상기 CY1 또는 CY2는 3 내지 10원환의 방향족 고리, 지방족 고리, 헤테로 고리, 또는 5 내지 20원환의 축합 고리를 나타내며;When the A or M moieties are linked to form a ring, CY1 or CY2 represents a 3 to 10 membered ring aromatic ring, an aliphatic ring, a hetero ring, or a 5 to 20 membered ring condensed ring;

R1, R3, R5, R7은 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 직쇄형 C1-C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 분지형 C3-C10의 알킬기, 또는 이들의 조합일 수 있으며;R 1 , R 3 , R 5 , R 7 may be independently a substituted or unsubstituted linear C1-C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted branched C3-C10 alkyl group, or a combination thereof;

R2, R4, R6, R8은 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6-C10의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 헤테로아릴기, 또는 이들의 조합일 수 있다.R 2 , R 4 , R 6 , R 8 may be each independently a substituted or unsubstituted C6-C10 aryl group, a substituted or unsubstituted C6-C20 heteroaryl group, or a combination thereof.

상기 화학식 1에서 상기 A 또는 M부분이 고리를 형성하도록 연결되어 있을 때, 상기 CY1 또는 CY2는 탄소수 0 내지 6을 갖는 방향족 고리, 지방족 고리, 헤테로 고리, 또는 탄소수 4 내지 10을 갖는 축합 고리를 가질 수 있다. 상기 CY1 또는 CY2는, 예를 들어, 1,2,3-아자디실리리딘(azadisiliridine), 1,2,4-아자디실레티딘(azadisiletidine), 1,2,5-아자디실로리딘(azadisilolidine), 1,2,6-아자디실리난(azadisilinane), 1,2-디히드로-1H-1,2,5-아자디실롤(1,2-dihydro-1H-1,2,5-azadisilole), 또는 1,2-디하이드로-1,2,6-아자디실린(1,2-dihydro-1,2,6-azadisiline) 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.When the A or M moiety in Formula 1 is connected to form a ring, the CY1 or CY2 may have an aromatic ring having 0 to 6 carbon atoms, an aliphatic ring, a hetero ring, or a condensed ring having 4 to 10 carbon atoms. I can. The CY1 or CY2 is, for example, 1,2,3-azadisiliridine, 1,2,4-azadisiletidine, 1,2,5-azadisilolidine ), 1,2,6-azadisilinane, 1,2-dihydro-1H-1,2,5-azadisilole (1,2-dihydro-1H-1,2,5-azadisilole ), or 1,2-dihydro-1,2,6-azadisiline, and the like, but is not limited thereto.

상기 화학식 1에서 상기 A 또는 M부분이 열린 사슬(open chain)을 형성하도록 연결되어 있지 않은 경우에는 Si 원자에 메틸기가 연결된 것일 수 있다.When the A or M moiety in Formula 1 is not connected to form an open chain, a methyl group may be connected to the Si atom.

상기 화학식 1에서 사용된 알킬기, 아릴기, 및 헤테로아릴기가 갖는 "치환된"에서의 "치환"이라 함은 할로겐 원자, 할로겐 원자로 치환된 C1-C10의 알킬기(예: CCF3, CHCF2, CH2F, CCl3 등), 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산이나 그의 염, C1-C10의 알킬기, C1-C10의 헤테로알킬기, C6-C10의 아릴기, C6-C10의 헤테로아릴기, 또는 C6-C10의 헤테로아릴알킬기로 치환된 것을 의미한다."Substituted" in the "substituted" of the alkyl group, aryl group, and heteroaryl group used in Formula 1 is a halogen atom, a C1-C10 alkyl group substituted with a halogen atom (eg, CCF 3 , CHCF 2 , CH 2 F, CCl 3, etc.), hydroxy group, nitro group, cyano group, amino group, amidino group, hydrazine, hydrazone, carboxyl group or salt thereof, sulfonic acid group or salt thereof, phosphoric acid or salt thereof, C1-C10 alkyl group, C1- It means substituted with a C10 heteroalkyl group, a C6-C10 aryl group, a C6-C10 heteroaryl group, or a C6-C10 heteroarylalkyl group.

상기 화학식 1에서 사용된 직쇄형 C1-C10의 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 또는 프로필 등을 들 수 있고, 분지형 C1-C10의 알킬기의 구체적인 예로는 sec-부틸, ter-부틸, neo-부틸, 또는 iso-아밀 등을 들 수 있다.Specific examples of the straight-chain C1-C10 alkyl group used in Formula 1 may include methyl, ethyl, or propyl, and specific examples of the branched C1-C10 alkyl group include sec-butyl, ter-butyl, neo- Butyl or iso-amyl.

상기 화학식 1에서 사용된 C6-C10의 아릴기는 단독 또는 조합하여 사용되어, 하나 이상의 고리를 포함하는 방향족 시스템인 것을 의미하며, 예를 들어 페닐, 나프틸, 또는 테트라히드로나프틸 등을 들 수 있다.The C6-C10 aryl group used in Formula 1 is used alone or in combination to mean an aromatic system containing one or more rings, and examples thereof include phenyl, naphthyl, or tetrahydronaphthyl. .

상기 화학식 1에서 사용된 C6-C20의 헤테로아릴기는 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 하나 이상의 헤테로원자를 포함하고, 나머지 고리원자가 탄소인 유기 화합물인 것을 의미하며, 예를 들어 피리딜 등을 들 수 있다.The C6-C20 heteroaryl group used in Chemical Formula 1 includes one or more heteroatoms selected from N, O, P, or S, and the remaining ring atoms are carbon, which is meant to be an organic compound, for example, pyridyl, etc. I can.

상기 화학식 1에서 상기 R1, R3, R5, R7은 예를 들어, 서로 독립적으로 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 이소프로필기, 이소부틸기, 및 t-부틸기로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.In Formula 1, R 1 , R 3 , R 5 , R 7 are, for example, independently of each other, 1 selected from methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, isopropyl group, isobutyl group, and t-butyl group It may contain more than one species.

상기 화학식 1에서 상기 R2, R4, R6, R8은 예를 들어, 서로 독립적으로 비치환된 C6-C10의 아릴기, 할로겐 원자로 치환된 C1-C10의 알킬기, 직쇄형 C1-C10의 알킬기로 치환된 C6-C10의 아릴기, 및 분지형 C1-C10의 알킬기로 치환된 C6-C10의 아릴기로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. In Formula 1, R 2 , R 4 , R 6 , R 8 are, for example, independently of each other, an unsubstituted C6-C10 aryl group, a C1-C10 alkyl group substituted with a halogen atom, a straight-chain C1-C10 It may include at least one selected from a C6-C10 aryl group substituted with an alkyl group, and a C6-C10 aryl group substituted with a branched C1-C10 alkyl group.

상기 화학식 1에서 Si 원자의 치환기로 R2, R4, R6, R8이 아릴기, 헤테로아릴기 또는 이들의 조합으로 이루어진 기를 포함하고 있는 경우 메틸기와 같은 알킬기를 포함하고 있는 경우에 비해 안정된 전자 구조에 의한 이유로 전기화학적으로 안정될 수 있다. 이로써 마그네슘의 증착/용출의 가역성을 높여 효율이 보다 개선될 수 있다.In the case where R 2 , R 4 , R 6 , R 8 as a substituent of the Si atom in Formula 1 contains an aryl group, a heteroaryl group, or a group consisting of a combination thereof, it is more stable than the case containing an alkyl group such as a methyl group. It can be electrochemically stable due to its electronic structure. As a result, the reversibility of deposition/elution of magnesium may be improved, and efficiency may be further improved.

상기 고리형 또는 사슬형의 비스 실릴아미드 마그네슘염은 예를 들어, 하기 화학식 2 또는 화학식 3로 표시되는 마그네슘염을 포함할 수 있다:The cyclic or chain bissilylamide magnesium salt may include, for example, a magnesium salt represented by Formula 2 or Formula 3:

<화학식 2> <화학식 3><Formula 2> <Formula 3>

Figure 112014050100768-pat00002
Figure 112014050100768-pat00003
Figure 112014050100768-pat00002
Figure 112014050100768-pat00003

상기 전해액에서 상기 마그네슘염의 농도는 0.01 내지 2.0M일 수 있다. 예를 들어 상기 전해액에서 마그네슘염의 농도는 0.01 내지 1.5M일 수 있고, 예를 들어 0.01 내지 1.0M일 수 있다. 상기 범위 내에서 비수계 유기 용매에 마그네슘염이 용해되어 마그네슘 이온의 해리가 용이할 수 있다.The concentration of the magnesium salt in the electrolyte may be 0.01 to 2.0M. For example, the concentration of the magnesium salt in the electrolyte may be 0.01 to 1.5M, for example, 0.01 to 1.0M. Within the above range, the magnesium salt is dissolved in the non-aqueous organic solvent, so that the magnesium ions may be easily dissociated.

상기 전해액은 비수계 유기 용매를 더 포함할 수 있다.The electrolyte may further include a non-aqueous organic solvent.

상기 비수계 유기 용매는 테트라히드로푸란(THF), 2-메틸 테트라히드로푸란, 2-메틸푸란, 에틸 알코올, 4-메틸디옥솔란, 1,3-디옥솔란, 1,4-디옥산, 1,1-디메톡시에탄, 1,2-디메톡시메탄, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, γ-부티로락톤, 메틸포메이트, 설포란, 3-메틸-2-옥사졸리디논, 디메틸카보네이트, 헥산, 톨루엔, 디메틸에테르, 디에틸에테르, 메틸에틸에테르, 프로필에테르, 메틸프로필에테르, 이소프로필에테르, 메틸이소프로필에테르, 에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 비스 2-메톡시 에틸에테르, 및 테트라에틸렌글리콜로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 그러나 이에 제한되지 않으며, 당해 기술분야에서 통상적으로 사용할 수 있는 비수계 유기 용매의 사용이 가능하다.The non-aqueous organic solvent is tetrahydrofuran (THF), 2-methyl tetrahydrofuran, 2-methylfuran, ethyl alcohol, 4-methyldioxolane, 1,3-dioxolane, 1,4-dioxane, 1, 1-dimethoxyethane, 1,2-dimethoxymethane, ethylene carbonate, propylene carbonate, γ-butyrolactone, methyl formate, sulfolane, 3-methyl-2-oxazolidinone, dimethyl carbonate, hexane, toluene, Dimethyl ether, diethyl ether, methyl ethyl ether, propyl ether, methyl propyl ether, isopropyl ether, methyl isopropyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, bis 2-methoxy ethyl ether, and tetraethylene glycol It may include one or more selected from. However, the present invention is not limited thereto, and non-aqueous organic solvents commonly used in the art may be used.

상기 전해액은 하기 화학식 4 또는 화학식 5로 표시되는 마그네슘염을 포함할 수 있다:The electrolyte may contain a magnesium salt represented by the following Chemical Formula 4 or Chemical Formula 5:

<화학식 4> <화학식 5><Formula 4> <Formula 5>

Figure 112014050100768-pat00004
Figure 112014050100768-pat00005
Figure 112014050100768-pat00004
Figure 112014050100768-pat00005

다른 측면으로, 비수성 유기 용매; 두 개의 Si-N-Si 코어 및 N-Mg-N 본드(bond)를 포함하는 고리형 또는 사슬형의 비스 실릴아미드 마그네슘염; 및 루이스 산(Lewis acid);을 포함하는 전해액이 제공된다.In another aspect, a non-aqueous organic solvent; A cyclic or chain bissilylamide magnesium salt comprising two Si-N-Si cores and an N-Mg-N bond; And Lewis acid (Lewis acid); is provided an electrolyte containing.

상기 루이스 산은 예를 들어, AlCl3, AlClxR'3 -x, BCl3, BClxR'3 -x, 및 B(OR')3로부터 선택된 1종 이상을 포함하고, 여기서 x는 0, 1, 2, 3이고 R'는 치환 또는 비치환된 직쇄형 C1-C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 분지형 C3-C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10의 시클로알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 C6-C10의 아릴기일 수 있다. 상기 루이스 산이 첨가된 전해액은 산화 전위의 범위를 보다 넓혀 마그네슘의 증착/용출의 가역성을 보다 높일 수 있다. 이로써 상기 전해액의 효율 특성이 보다 개선될 수 있다.The Lewis acid is, for example, comprising a 3 AlCl, AlCl x R '-x 3, BCl 3, BCl x R' -x 3, and B (OR ') at least one selected from 3, where x is 0, 1, 2, 3 and R'is a substituted or unsubstituted linear C1-C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted branched C3-C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3-C10 cycloalkyl group, or a substituted or It may be an unsubstituted C6-C10 aryl group. The electrolyte solution to which the Lewis acid is added may increase the reversibility of deposition/elution of magnesium by widening the range of the oxidation potential. As a result, the efficiency characteristics of the electrolyte may be further improved.

상기 전해액은 상기 마그네슘염 대 상기 루이스 산의 몰비가 1:10 내지 10:1일 수 있다. 상기 전해액은, 예를 들어, 상기 마그네슘염 대 상기 루이스 산의 몰비가 1:8 내지 8:1일 수 있고, 예를 들어, 상기 마그네슘염 대 상기 루이스 산의 몰비가 1:3 내지 3:1일 수 있다. 상기 마그네슘염 대 상기 루이스 산의 몰비가 상기 범위 내인 경우, 마그네슘의 증착/용출의 가역성 및 효율 특성이 매우 개선될 수 있다.
The electrolyte may have a molar ratio of the magnesium salt to the Lewis acid of 1:10 to 10:1. In the electrolyte, for example, the molar ratio of the magnesium salt to the Lewis acid may be 1:8 to 8:1, and for example, the molar ratio of the magnesium salt to the Lewis acid may be 1:3 to 3:1 Can be When the molar ratio of the magnesium salt to the Lewis acid is within the above range, reversibility and efficiency characteristics of deposition/elution of magnesium can be greatly improved.

다른 측면으로, 고리형 또는 사슬형의 실릴아미드 할라이드 함유 마그네슘염에 극성 유기 용매를 첨가하여 두 개의 Si-N-Si 코어 및 N-Mg-N 본드를 포함하는 고리형 또는 사슬형의 비스 실릴아미드 마그네슘염의 전해액을 제조하는 단계;를 포함하는 전해액의 제조방법이 제공된다.In another aspect, a cyclic or chain bissilylamide comprising two Si-N-Si cores and an N-Mg-N bond by adding a polar organic solvent to a cyclic or chain silylamide halide-containing magnesium salt. There is provided a method of preparing an electrolyte solution including; preparing an electrolyte solution of a magnesium salt.

상기 고리형 또는 사슬형의 비스 실릴아미드 마그네슘염은 하기 화학식 1로 표시되는 마그네슘염을 포함할 수 있다:The cyclic or chain bissilylamide magnesium salt may include a magnesium salt represented by the following formula (1):

<화학식 1> <Formula 1>

Figure 112014050100768-pat00006
Figure 112014050100768-pat00006

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

A 또는 M부분이 고리를 형성하도록 연결되어 있거나 또는 열린 사슬(open chain)을 형성하도록 연결되어 있지 않으며;The A or M moieties are linked to form a ring or are not linked to form an open chain;

상기 A 또는 M부분이 고리를 형성하도록 연결되어 있을 때, 상기 CY1 또는 CY2는 3 내지 10원환의 방향족 고리, 지방족 고리, 헤테로 고리, 또는 5 내지 20원환의 축합 고리를 나타내며;When the A or M moieties are linked to form a ring, CY1 or CY2 represents a 3 to 10 membered ring aromatic ring, an aliphatic ring, a hetero ring, or a 5 to 20 membered ring condensed ring;

R1, R3, R5, R7은 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 직쇄형 C1-C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 분지형 C3-C10의 알킬기, 또는 이들의 조합일 수 있으며;R 1 , R 3 , R 5 , R 7 may be independently a substituted or unsubstituted linear C1-C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted branched C3-C10 alkyl group, or a combination thereof;

R2, R4, R6, R8은 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6-C10의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 헤테로아릴기, 또는 이들의 조합일 수 있다.R 2 , R 4 , R 6 , R 8 may be each independently a substituted or unsubstituted C6-C10 aryl group, a substituted or unsubstituted C6-C20 heteroaryl group, or a combination thereof.

상기 전해액의 제조방법은 별도의 결정화 공정을 거치지 않아 수율이 높고 대량 생산이 가능하다. 상기 제조된 고리형 또는 사슬형의 비스 실릴아미드 마그네슘염은 할로겐을 포함하지 않기 때문에 상기 비스 실릴아미드 마그네슘염을 포함하는 전해액은 비귀금속(non-noble metal)에 대한 부식 없는(corrosion free) 전해액으로서 보다 개선된 효율을 가질 수 있다. The manufacturing method of the electrolyte solution does not undergo a separate crystallization process, so the yield is high and mass production is possible. Since the prepared cyclic or chain bissilylamide magnesium salt does not contain halogen, the electrolytic solution containing the bissilylamide magnesium salt is used as a non-noble metal. As a corrosion free electrolyte It can have more improved efficiency.

상기 극성 유기 용매는 1, 2-디옥산, 1, 3-디옥산, 1, 4-디옥산, 테트라히드로푸란(THF), 2-메틸 테트라히드로푸란, 2-메틸푸란, 에틸 알코올, 4-메틸디옥솔란, 1,3-디옥솔란, 1,4-디옥산, 1,2-디메톡시에탄, 디메톡시메탄, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, γ-부티로락톤, 메틸포메이트, 설포란, 3-메틸-2-옥사졸리디논, 디메틸카보네이트, 헥산, 톨루엔, 디메틸에테르, 디에틸에테르, 메틸에틸에테르, 프로필에테르, 메틸프로필에테르, 이소프로필에테르, 메틸이소프로필에테르, 에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 비스 2-메톡시 에틸에테르, 테트라에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜디메틸에테르, 및 히드로플루오로에테르(HFEs)로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 극성 유기 용매는 과량으로 사용되어 할로겐 마그네슘을 석출 및 침전시켜 고리형 또는 사슬형의 실릴아미드 할라이드 함유 마그네슘염으로부터 두 개의 Si-N-Si 코어 및 N-Mg-N 본드를 포함하는 고리형 또는 사슬형의 비스 실릴아미드 마그네슘염을 분리할 수 있게 한다.The polar organic solvent is 1, 2-dioxane, 1, 3-dioxane, 1, 4-dioxane, tetrahydrofuran (THF), 2-methyl tetrahydrofuran, 2-methylfuran, ethyl alcohol, 4- Methyldioxolane, 1,3-dioxolane, 1,4-dioxane, 1,2-dimethoxyethane, dimethoxymethane, ethylene carbonate, propylene carbonate, γ-butyrolactone, methyl formate, sulfolane, 3 -Methyl-2-oxazolidinone, dimethyl carbonate, hexane, toluene, dimethyl ether, diethyl ether, methyl ethyl ether, propyl ether, methyl propyl ether, isopropyl ether, methyl isopropyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene It may contain at least one selected from glycol dimethyl ether, bis 2-methoxy ethyl ether, tetraethylene glycol, tetraethylene glycol dimethyl ether, and hydrofluoroether (HFEs). The polar organic solvent is used in an excessive amount to precipitate and precipitate magnesium halide to form a cyclic or chain containing two Si-N-Si cores and an N-Mg-N bond from a cyclic or chain silylamide halide-containing magnesium salt. It makes it possible to separate the chain bissilylamide magnesium salt.

상기 전해액의 제조방법은 상기 고리형 또는 사슬형의 비스 실릴아미드 마그네슘염의 전해액에 루이스 산 용액을 첨가하여 루이스 산이 첨가된 고리형 또는 사슬형의 비스 실릴아미드 마그네슘염의 전해액을 제조하는 단계;를 포함할 수 있다. 상기 루이스 산의 종류에 대해서는 전술한 바와 같으므로 이에 대한 설명을 생략한다.The manufacturing method of the electrolyte solution includes: preparing an electrolyte solution of a cyclic or chain type bissilylamide magnesium salt to which a Lewis acid is added by adding a Lewis acid solution to the electrolyte solution of the cyclic or chain type bissilylamide magnesium salt. I can. Since the type of Lewis acid is the same as described above, a description thereof will be omitted.

상기 고리형 또는 사슬형의 비스 실릴아미드 마그네슘염 대 상기 루이스 산의 몰비가 1:10 내지 10:1일 수 있다. 상기 고리형 또는 사슬형의 비스 실릴아미드 마그네슘염 대 상기 루이스 산의 몰비가 1:8 내지 8:1일 수 있고, 예를 들어, 상기 고리형 또는 사슬형의 비스 실릴아미드 마그네슘염 대 상기 루이스 산의 몰비가 1:3 내지 3:1일 수 있다. 상기 마그네슘염 대 상기 루이스 산의 몰비가 상기 범위 내인 경우, 마그네슘의 증착/용출의 가역성 및 효율 특성이 매우 개선될 수 있다.
The molar ratio of the cyclic or chain bissilylamide magnesium salt to the Lewis acid may be 1:10 to 10:1. The molar ratio of the cyclic or chain bissilylamide magnesium salt to the Lewis acid may be 1:8 to 8:1, for example, the cyclic or chain bissilylamide magnesium salt to the Lewis acid The molar ratio of may be 1:3 to 3:1. When the molar ratio of the magnesium salt to the Lewis acid is within the above range, reversibility and efficiency characteristics of deposition/elution of magnesium can be greatly improved.

또다른 측면으로, 마그네슘 이온을 흡장 방출하는 양극 활물질을 포함하는 양극; 마그네슘 이온을 흡장 방출하는 음극 활물질을 포함하는 음극; 및 상기 양극 및 음극 사이에 함침된 전술한 전해액을 포함하는 마그네슘 전지가 제공된다. In another aspect, a positive electrode including a positive electrode active material for storing and releasing magnesium ions; A negative electrode including a negative electrode active material for storing and releasing magnesium ions; And a magnesium battery including the above-described electrolyte impregnated between the positive electrode and the negative electrode.

마그네슘 전지로는, 예를 들어 다음과 같이 준비될 수 있다.As a magnesium battery, for example, it may be prepared as follows.

먼저, 상기 양극은 예를 들어 다음과 같이 준비될 수 있다. First, the anode may be prepared as follows, for example.

예를 들어, 양극 활물질, 도전재, 바인더 및 용매가 혼합된 양극 활물질 조성물이 준비된다. 상기 양극 활물질 조성물이 금속 집전체 위에 직접 코팅되어 양극판이 제조된다. 다르게는, 상기 양극활물질 조성물이 별도의 지지체 상에 캐스팅된 다음, 상기 지지체로부터 박리된 필름이 금속 집전체상에 라미네이션되어 양극판이 제조될 수 있다. 상기 양극은 상기에서 열거한 형태에 한정되는 것은 아니고 상기 형태 이외의 형태일 수 있다.For example, a positive electrode active material composition in which a positive electrode active material, a conductive material, a binder, and a solvent are mixed is prepared. The positive electrode active material composition is directly coated on a metal current collector to prepare a positive electrode plate. Alternatively, the positive electrode active material composition may be cast on a separate support, and then a film peeled from the support may be laminated on a metal current collector to prepare a positive electrode plate. The anode is not limited to the shapes listed above, but may be in a shape other than the above shape.

상기 양극 활물질은 예를 들어, 금속 원소의 옥사이드 화합물, 할로겐 화합물, 설파이드 화합물, 셀레늄 화합물, 포스페이트 화합물, 포스파이드 화합물 및 다이보라이드 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 금속 원소는 예를 들어, 스칸듐(Sc), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 몰리브데넘(Mo), 납(Pb), 루테늄(Ru), 텅스텐(W), 지르코늄(Zr), 니켈(Ni), 구리(Cu) 및 아연(Zn)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. The positive electrode active material may include, for example, at least one selected from the group consisting of an oxide compound of a metal element, a halogen compound, a sulfide compound, a selenium compound, a phosphate compound, a phosphide compound, and a diboride compound. The metal elements are, for example, scandium (Sc), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), molybdenum (Mo), It may contain at least one selected from the group consisting of lead (Pb), ruthenium (Ru), tungsten (W), zirconium (Zr), nickel (Ni), copper (Cu), and zinc (Zn).

상기 양극 활물질은 예를 들어, Co3O4, Mn2O3, Mn3O4, MoO3, PbO2, Pb3O4, RuO2, V2O5, WO3, Mg2MnSiO4, TiS2, NiS2, FeS2, VS2, ZrS2, Mo3O4, Mo6S8, Mo6Se8, MoS6Se2, MoB2, TiB2 및 ZrB2로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. The positive electrode active material is, for example, Co 3 O 4 , Mn 2 O 3 , Mn 3 O 4 , MoO 3 , PbO 2 , Pb 3 O 4 , RuO 2 , V 2 O 5 , WO 3 , Mg 2 MnSiO 4 , TiS 2 , NiS 2 , FeS 2 , VS 2 , ZrS 2 , Mo 3 O 4 , Mo 6 S 8 , Mo 6 Se 8 , MoS 6 Se 2 , MoB 2 , TiB 2 and one selected from the group consisting of ZrB 2 It may include more than one.

상기 양극은 전술한 양극 활물질 외에 종래의 일반적인 양극 활물질 또는 마그네슘 복합금속 산화물을 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 마그네슘 복합금속 산화물의 예로는 Mg(M1 - xAx)O4(0≤x≤0.5, M은 Ni, Co, Mn, Cr, V, Fe, Cu 또는 Ti이며, A는 Al, B, Si, Cr, V, C, Na, K 또는 Mg)로 표시되는 마그네슘계 화합물이 사용될 수 있다.In addition to the above-described positive electrode active material, the positive electrode may additionally include a conventional general positive electrode active material or a magnesium composite metal oxide. Examples of the magnesium composite metal oxide are Mg(M 1 - x A x )O 4 (0≤x≤0.5, M is Ni, Co, Mn, Cr, V, Fe, Cu or Ti, and A is Al, B , Si, Cr, V, C, Na, K, or Mg) may be used.

상기 도전재로는 고비표면적의 탄소재료, 예를 들면 카본블랙, 활성탄, 아세틸렌블랙, 흑연 미립자의 1종 또는 2종 이상을 혼합물을 사용할 수 있다. 또한, 기상성장 탄소, 또는 피치(석유, 석탄, 콜타르 등의 부생성물)를 고온에서 탄화시켜 제조한 섬유, 아크릴 섬유(Polyacrylonitrile)로부터 제조한 탄소섬유 등의 전기전도성 섬유도 도전재로서 사용할 수 있다. 탄소섬유와 고비표면적의 탄소재료를 동시에 사용할 수 있다. 탄소섬유와 고비표면적의 탄소재료를 동시에 사용함에 의하여 전기 전도성이 더욱 향상될 수 있다. 또한, 양극의 충방전 범위에서 산화되어 용해하지 않는 재료이며, 양극 활물질에 비하여 전기저항의 낮은 금속계 도전재를 사용할 수 있다. 예를 들어 티탄, 금 등의 내식성 금속, SiC나 WC등의 카바이드, Si3N4, BN등의 질화물을 사용할 수 있으나 반드시 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 도전재로 사용할 수 있는 것이라면 모두 가능하다.As the conductive material, a carbon material having a high specific surface area, for example, carbon black, activated carbon, acetylene black, and a mixture of one or two or more of graphite fine particles may be used. In addition, electrically conductive fibers such as carbon fibers made from vapor-grown carbon or fibers produced by carbonizing pitch (by-products such as petroleum, coal, coal tar, etc.) at high temperature, and acrylic fibers (Polyacrylonitrile) can also be used as conductive materials. . Carbon fiber and carbon material with high specific surface area can be used at the same time. Electrical conductivity can be further improved by simultaneously using carbon fiber and a carbon material having a high specific surface area. In addition, it is a material that does not oxidize and dissolves in the charge/discharge range of the positive electrode, and a metallic conductive material having lower electrical resistance than the positive electrode active material can be used. For example, corrosion-resistant metals such as titanium and gold, carbides such as SiC or WC, and nitrides such as Si 3 N 4 and BN may be used, but are not necessarily limited to these, and any material that can be used as a conductive material in the art can be used. Do.

상기 바인더로는 비닐리덴 플루오라이드/헥사플루오로프로필렌 코폴리머, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리아크릴로니트릴, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리테트라플루오로에틸렌 및 그 혼합물 또는 스티렌 부타디엔 고무계 폴리머 등이 사용될 수 있으나, 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 바인더로 사용될 수 있는 것이라면 모두 사용될 수 있다.As the binder, vinylidene fluoride/hexafluoropropylene copolymer, polyvinylidene fluoride (PVDF), polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, polytetrafluoroethylene and mixtures thereof, or styrene butadiene rubber-based polymer, etc. Although may be used, it is not limited thereto, and any one that can be used as a binder in the art may be used.

상기 용매로는 N-메틸피롤리돈, 아세톤 또는 물 등이 사용될 수 있으나, 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 사용될 수 있는 것이라면 모두 사용될 수 있다.As the solvent, N-methylpyrrolidone, acetone, or water may be used, but are not limited thereto, and any solvent that can be used in the art may be used.

상기 금속 집전체로는 재질, 형상, 제조방법 등에 제한됨이 없이, 전기화학적으로 안정물질을 이용할 수 있다. 상기 금속 집전체는, 두께 10~100㎛의 알루미늄박, 두께 10~100㎛, 구멍 지름 0.1~10 mm의 알루미늄 천공박, 확장 메탈, 발포 금속판 등이 사용될 수 있다. 금속 집전체의 재질은, 알루미늄 외에 스텐레스, 티탄 등도 사용될 수 있다.The metal current collector is not limited in material, shape, and manufacturing method, and an electrochemically stable material may be used. The metal current collector may be an aluminum foil having a thickness of 10 to 100 μm, an aluminum perforated foil having a thickness of 10 to 100 μm, and a hole diameter of 0.1 to 10 mm, an expanded metal, and a foamed metal plate. As the material of the metal current collector, in addition to aluminum, stainless steel, titanium, or the like may be used.

상기, 양극 활물질, 도전재, 바인더 및 용매의 함량은 마그네슘 전지에서 통상적으로 사용되는 수준이다. 마그네슘 전지의 용도 및 구성에 따라 상기 도전재, 바인더 및 용매 중 하나 이상이 생략될 수 있다.The contents of the positive electrode active material, the conductive material, the binder, and the solvent are generally used in magnesium batteries. One or more of the conductive material, the binder, and the solvent may be omitted depending on the use and configuration of the magnesium battery.

다음으로 음극이 준비된다.Next, the cathode is prepared.

상기 마그네슘 전지에서 음극은 마그네슘 금속, 마그네슘 금속 기반의 합금, 마그네슘 삽입 화합물(magnesium intercalating compound) 또는 탄소계 재료로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 그러나 반드시 이들로 한정되지 않으며 당해 기술 분야에서 음극 활물질로 사용될 수 있는 것으로서 마그네슘을 포함하거나 마그네슘을 흡장/방출할 수 있는 것이라면 모두 가능하다.In the magnesium battery, the negative electrode may include at least one selected from the group consisting of magnesium metal, magnesium metal-based alloy, magnesium intercalating compound, or carbon-based material. However, the present invention is not necessarily limited to these, and any one that can contain magnesium or that can occlude/release magnesium may be used as a negative electrode active material in the art.

상기 음극이 마그네슘전지의 용량을 결정하므로 상기 음극은 예를 들어 마그네슘 금속일 수 있다. 상기 마그네슘금속 기반의 합금으로서는 예를 들어 알루미늄, 주석, 인듐, 칼슘, 티타늄, 바나듐 등과 마그네슘의 합금을 들 수 있다.Since the negative electrode determines the capacity of the magnesium battery, the negative electrode may be, for example, magnesium metal. As the magnesium metal-based alloy, an alloy of magnesium, such as aluminum, tin, indium, calcium, titanium, vanadium, and the like may be mentioned.

예를 들어, 음극은 일반적으로 3 ㎛ 내지 500 ㎛의 두께의 금속 상태의 마그네슘이 사용될 수 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.For example, the negative electrode may be a metallic magnesium having a thickness of generally 3 μm to 500 μm, and may be used in various forms such as films, sheets, foils, nets, porous materials, foams, and non-woven fabrics.

상기 양극 및 음극 사이에 함침된 전술한 전해액염의 산화 전위는 3.0V(vs. Mg/Mg2+)이상일 수 있다. 상기 마그네슘염은 넓은 범위의 산화 전위를 가짐으로써 마그네슘의 증착/용출의 가역성을 높여 효율 특성이 개선될 수 있다. The oxidation potential of the electrolyte salt impregnated between the anode and the cathode may be 3.0V (vs. Mg/Mg 2+ ) or more. Since the magnesium salt has a wide range of oxidation potential, efficiency characteristics may be improved by increasing the reversibility of deposition/elution of magnesium.

상기 전해액의 효율은 90% 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 전해액의 효율은 91% 이상일 수 있고, 예를 들어, 상기 전해액의 효율은 93% 이상일 수 있고, 예를 들어, 상기 전해액의 효율은 94% 이상일 수 있다.The efficiency of the electrolyte may be 90% or more. For example, the efficiency of the electrolyte may be 91% or more, for example, the efficiency of the electrolyte may be 93% or more, and for example, the efficiency of the electrolyte may be 94% or more.

상기 양극과 음극 사이에 세퍼레이터가 추가적으로 배치될 수 있다. A separator may be additionally disposed between the anode and the cathode.

상기 세퍼레이터는 마그네슘 전지의 사용 환경에 견딜 수 있는 조성이라면 한정되지 않으며, 예를 들어 폴리프로필렌 소재의 부직포나 폴리페닐렌 설파이드 소재의 부직포 등의 고분자 부직포, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 올레핀계 수지의 다공성 필름을 예시할 수 있으며, 이들을 2종 이상 병용하는 것도 가능하다.The separator is not limited as long as it is a composition capable of withstanding the environment of use of a magnesium battery, for example, a polymer nonwoven fabric such as a nonwoven fabric made of polypropylene or a nonwoven fabric made of polyphenylene sulfide, and the porosity of an olefin resin such as polyethylene or polypropylene. A film can be illustrated, and it is also possible to use these two or more types together.

또한, 상기 세퍼레이터는 전해질의 이온 이동에 대하여 저저항이면서 전해액 함습 능력이 우수한 것이 사용될 수 있다. 예를 들어, 유리 섬유, 폴리에스테르, 테프론, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 또는 이들의 조합물 중에서 선택된 것으로서, 부직포 또는 직포 형태이어도 무방하다.In addition, the separator may be used that has low resistance to ion movement of the electrolyte and has excellent electrolyte-moisture ability. For example, as selected from glass fiber, polyester, Teflon, polytetrafluoroethylene (PTFE), or a combination thereof, it may be in the form of a non-woven fabric or a woven fabric.

예를 들어, 상기 세퍼레이터는 하기 방법에 따라 제조될 수 있다.For example, the separator may be manufactured according to the following method.

고분자 수지, 충진제 및 용매를 혼합하여 세퍼레이터 조성물이 준비된다. 상기 세퍼레이터 조성물이 음극활물질층 상부에 직접 코팅 및 건조되어 세퍼레이터가 형성될 수 있다. 또는, 상기 세퍼레이터 조성물이 지지체상에 캐스팅 및 건조된 후, 상기 지지체로부터 박리시킨 세퍼레이터 필름이 음극활물질층 상부에 라미네이션되어 세퍼레이터가 형성될 수 있다.A polymer resin, a filler, and a solvent are mixed to prepare a separator composition. The separator composition may be directly coated and dried on the anode active material layer to form a separator. Alternatively, after the separator composition is cast and dried on a support, a separator film peeled off from the support may be laminated on an anode active material layer to form a separator.

상기 세퍼레이터 제조에 사용되는 고분자 수지는 특별히 한정되지 않으며, 전극판의 결합재에 사용되는 물질들이 모두 사용될 수 있다. 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 비닐리덴플루오라이드/헥사플루오로프로필렌 코폴리머, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리아크릴로니트릴, 폴리메틸메타크릴레이트 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다. 상기 세퍼레이터 제조에 사용되는 충진제는 무기입자 등이 사용될 수 있으며, 용매는 상기 고분자 수지를 용해시킬 수 있으며 건조시 고분자 수지 내에 기공을 형성할 수 있는 것으로서 당해 기술분야에서 일반적으로 사용되는 것이라면 모두 가능하다.The polymer resin used for manufacturing the separator is not particularly limited, and all materials used for the bonding material of the electrode plate may be used. For example, polyethylene, polypropylene, vinylidene fluoride/hexafluoropropylene copolymer, polyvinylidene fluoride (PVDF), polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, or mixtures thereof may be used. The filler used in the manufacture of the separator may be inorganic particles, and the solvent may dissolve the polymer resin and form pores in the polymer resin upon drying, and any material generally used in the art may be used. .

또한, 상기 세퍼레이터는 다른 공지 공용의 방법으로 별도로 제조되어 음극활물질층 상부에 라미네이션 될 수 있다. 예를 들어, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌을 용융 및 압출시켜 필름으로 제막한 후, 저온에서 어닐링시키고 결정 도메인을 성장시킨 후, 이 상태에서 연신을 실시하여 비정질 영역을 연장함으로써 미다공막을 형성하는 건식 제조방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 탄화수소 용매 등의 기타 저분자 재료와 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등을 혼합한 후에, 필름 형성시키고, 이어서, 비결정상으로 용매나 저분자가 모여 아일랜드상(island phase)을 형성하기 시작한 필름을, 상기 용매나 저분자를 다른 휘발성 용매를 사용하여 제거함으로써 미다공막을 형성하는 습식 제조방법이 사용될 수 있다.In addition, the separator may be separately manufactured by other known common methods and laminated on the anode active material layer. For example, a dry manufacturing method in which polypropylene and polyethylene are melted and extruded to form a film, then annealed at a low temperature to grow crystal domains, and then stretched in this state to extend the amorphous region to form a microporous film. Can be used. For example, after mixing other low-molecular materials such as hydrocarbon solvents with polypropylene, polyethylene, etc., a film is formed, and then, a film in which the solvent or small molecules are gathered in an amorphous phase to form an island phase is prepared. A wet manufacturing method in which a microporous membrane is formed by removing a solvent or a low molecule using another volatile solvent may be used.

또한, 상기 세퍼레이터는, 강도나 경도, 열수축률을 제어할 목적에서, 비도전성 입자, 기타 다른 필러, 섬유 화합물 등의 첨가제를 추가적으로 함유할 수 있다. 예를 들어, 상기 세퍼레이터는 무기 입자를 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 무기 입자를 추가적으로 포함함에 의하여 세퍼레이터의 내산화성이 향상되고, 전지 특성의 열화가 억제될 수 있다. 상기 무기 입자는 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2), 또는 티타니아(TiO2) 등일 수 있다. 상기 무기 입자의 평균 입경은 10nm 내지 5㎛일 수 있다. 평균 입경이 10nm 미만이면 무기 입자의 결정성이 저하되어 첨가 효과가 미미하며, 평균 입경이 5㎛를 초과하면 무기 입자의 분산이 어려울 수 있다.Further, the separator may additionally contain additives such as non-conductive particles, other fillers, and fiber compounds for the purpose of controlling strength, hardness, and heat shrinkage. For example, the separator may additionally include inorganic particles. By additionally including the inorganic particles, oxidation resistance of the separator may be improved, and deterioration of battery characteristics may be suppressed. The inorganic particles may be alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ), or titania (TiO 2 ). The average particle diameter of the inorganic particles may be 10nm to 5㎛. When the average particle diameter is less than 10 nm, the crystallinity of the inorganic particles is lowered, so that the addition effect is insignificant, and when the average particle diameter exceeds 5 μm, dispersion of the inorganic particles may be difficult.

상기 세퍼레이터는 인열 강도나 기계적 강도를 높일 목적에서, 하나 이상의 고분자층을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 폴리에틸렌/폴리프로필렌 적층체, 폴리에틸렌/폴리프로필렌/폴리에틸렌 적층체, 부직포/폴리올레핀 적층체 등일 수 있다.The separator may have a multilayer structure including one or more polymer layers for the purpose of increasing tear strength or mechanical strength. For example, it may be a polyethylene/polypropylene laminate, a polyethylene/polypropylene/polyethylene laminate, a nonwoven fabric/polyolefin laminate, and the like.

도 1은 일 구현예에 따른 마그네슘 전지(1)의 개략도이다. 도 1에서 보여지는 바와 같이 상기 마그네슘 전지(1)는 양극(3), 음극(2) 및 세퍼레이터(4)를 포함한다. 전술한 양극(3), 음극(2) 및 세퍼레이터(4)가 와인딩되거나 접혀서 전지케이스(5)에 수용된다. 이어서, 상기 전지케이스(5)에 유기전해액이 주입되고 캡(cap) 어셈블리(6)로 밀봉되어 마그네슘 전지(1)가 완성된다. 상기 전지케이스는 원통형, 각형, 박막형 등일 수 있다. 예를 들어, 상기 마그네슘 전지는 대형박막형 전지일 수 있다. 상기 마그네슘 전지는 마그네슘이온전지일 수 있다.1 is a schematic diagram of a magnesium battery 1 according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the magnesium battery 1 includes a positive electrode 3, a negative electrode 2, and a separator 4. The above-described positive electrode 3, negative electrode 2 and separator 4 are wound or folded to be accommodated in the battery case 5. Subsequently, an organic electrolyte is injected into the battery case 5 and sealed with a cap assembly 6 to complete the magnesium battery 1. The battery case may have a cylindrical shape, a square shape, or a thin film shape. For example, the magnesium battery may be a large thin film type battery. The magnesium battery may be a magnesium ion battery.

상기 양극 및 음극 사이에 세퍼레이터가 배치되어 전지구조체가 형성될 수 있다. 상기 전지구조체가 바이셀 구조로 적층된 다음, 유기 전해액에 함침되고, 얻어진 결과물이 파우치에 수용되어 밀봉되면 마그네슘 폴리머전지가 완성된다.A separator may be disposed between the positive electrode and the negative electrode to form a battery structure. After the battery structure is stacked in a bi-cell structure, it is impregnated with an organic electrolytic solution, and the resulting product is accommodated in a pouch and sealed to complete a magnesium polymer battery.

또한, 상기 전지구조체는 복수 개 적층되어 전지팩을 형성하고, 이러한 전지팩이 고용량이 요구되는 모든 기기에 사용될 수 있다. 예를 들어, 노트북, 스마트폰, 전기차량 등에 사용될 수 있다.In addition, a plurality of the battery structures are stacked to form a battery pack, and such a battery pack can be used in all devices requiring a high capacity. For example, it can be used for laptop computers, smart phones, electric vehicles, and the like.

또한, 상기 마그네슘 전지는 저장 안정성이 및 열안정성이 우수하므로 전기저장장치(Energy Storage System, ESS), 전기차량(electric vehicle, EV)에 사용될 수 있다. 예를 들어, 플러그인하이브리드차량(plug-in hybrid electric vehicle, PHEV) 등의 하이브리드차량에 사용될 수 있다.In addition, since the magnesium battery has excellent storage stability and thermal stability, it can be used in an energy storage system (ESS) and an electric vehicle (EV). For example, it can be used in hybrid vehicles such as plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs).

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다.  다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention are presented. However, the examples described below are merely for illustrating or explaining the present invention in detail, and the present invention is not limited thereto.

또한, 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략한다.
In addition, information not described herein can be sufficiently technically inferred by those skilled in the art, and thus the description thereof will be omitted.

[실시예] [Example]

(전해액의 제조)(Preparation of electrolyte)

제조예Manufacturing example 1: 마그네슘염의 제조 1: Preparation of magnesium salt

2M 에틸마그네슘클로라이드 용액(Aldrich사 제조)에 테트라히드로푸란(THF)을 첨가한 상기 에틸마그네슘클로라이드 용액을 0.5M 농도로 희석시켰다. 상기 희석된 에틸마그네슘클로라이드 용액을 10℃로 냉각시켰다. 하기 화학식 6으로 표시되는 1당량(eq.)의 1,1,3,3-테트라메틸-1,3-디페닐디실라잔(1,1,3,3-tetramethyl-1,3-diphenyldisilazane)(Aldrich사 제조)를 무수 테트라히드로푸란(THF)으로 희석시켰다. The ethyl magnesium chloride solution to which tetrahydrofuran (THF) was added to a 2M ethyl magnesium chloride solution (manufactured by Aldrich) was diluted to a concentration of 0.5M. The diluted ethyl magnesium chloride solution was cooled to 10°C. 1,1,3,3-tetramethyl-1,3-diphenyldisilazane (1,1,3,3-tetramethyl-1,3-diphenyldisilazane) of 1 equivalent (eq.) represented by the following Formula 6 (Manufactured by Aldrich) was diluted with anhydrous tetrahydrofuran (THF).

상기 희석된 1,1,3,3-테트라메틸-1,3-디페닐디실라잔(1,1,3,3-tetramethyl-1,3-diphenyldisilazane) 용액을 상기 0.5M 에틸마그네슘클로라이드 용액에 30분 동안 적가하여 교반시켰다. 이후, 상기 혼합물 온도를 25℃로 올렸고 25℃에서 1시간 동안 교반시켰다. 상기 혼합물을 8시간 동안 50℃에서 데운 후 실온까지 냉각시켰다.The diluted 1,1,3,3-tetramethyl-1,3-diphenyldisilazane (1,1,3,3-tetramethyl-1,3-diphenyldisilazane) solution was added to the 0.5M ethyl magnesium chloride solution. It was added dropwise for 30 minutes and stirred. Thereafter, the temperature of the mixture was raised to 25° C. and stirred at 25° C. for 1 hour. The mixture was heated at 50° C. for 8 hours and then cooled to room temperature.

상기 혼합물에 과량의 무수 1,4-디옥산(20 당량(eq.))을 흰색의MgCl2 침전물이 생길 때까지 적가하였다. 이후, 상기 혼합액을 45℃까지 데웠고 2시간 동안 교반시켰다. 상기 혼합액을 5℃에서 밤새 방치한 후 여과시켰다. 이후, 상기 혼합액으로부터 용매를 제거하기 위해 감압 하에 두었고 생성된 끈적한 액체를 진공 하에 50℃에서 8시간 건조시켜 흰색 분말의 하기 화학식 4로 표시되는 마그네슘염을 제조하였다:To the mixture, an excess of anhydrous 1,4-dioxane (20 equivalents (eq.)) was added dropwise until a white MgCl 2 precipitate was formed. Thereafter, the mixture was heated to 45° C. and stirred for 2 hours. The mixture was allowed to stand at 5°C overnight and then filtered. Thereafter, in order to remove the solvent from the mixture, the mixture was placed under reduced pressure, and the resulting sticky liquid was dried at 50° C. for 8 hours under vacuum to prepare a white powder of magnesium salt represented by the following formula (4):

<화학식 4> <Formula 4>

Figure 112014050100768-pat00007
Figure 112014050100768-pat00007

<화학식 6> <Formula 6>

Figure 112014050100768-pat00008
Figure 112014050100768-pat00008

제조예Manufacturing example 2: 마그네슘염의 제조 2: Preparation of magnesium salt

2M 에틸마그네슘클로라이드 용액(Aldrich사 제조)에 테트라히드로푸란(THF)을 첨가한 상기 에틸마그네슘클로라이드 용액을 0.8M 농도로 희석시켰다. 상기 희석된 에틸마그네슘클로라이드 용액을 10℃로 냉각시켰다. 하기 화학식 7로 표시되는 1당량(eq.)의 2,2,5,5-테트라메틸-1,2,5-아자디실로리딘(2,2,5,5-tetramethyl-1,2,5-azadisilolidine)(Hanchem사 제조)를 무수 테트라히드로푸란(THF)으로 희석시켰다. The ethyl magnesium chloride solution to which tetrahydrofuran (THF) was added to a 2M ethyl magnesium chloride solution (manufactured by Aldrich) was diluted to a concentration of 0.8M. The diluted ethyl magnesium chloride solution was cooled to 10°C. 1 equivalent (eq.) of 2,2,5,5-tetramethyl-1,2,5-azadisilolidine (2,2,5,5-tetramethyl-1,2,5) represented by the following formula (7) -azadisilolidine) (manufactured by Hanchem) was diluted with anhydrous tetrahydrofuran (THF).

상기 희석된 2,2,5,5-테트라메틸-1,2,5-아자디실로리딘(2,2,5,5-tetramethyl-1,2,5-azadisilolidine) 용액을 상기 0.5M 에틸마그네슘클로라이드 용액에 30분 동안 적가하여 교반시켰다. 이후, 상기 혼합물 온도를 25℃로 올렸고 25℃에서 1시간 동안 교반시켰다. 상기 혼합물을 8시간 동안 50?에서 데운 후 실온까지 냉각시켰다.The diluted 2,2,5,5-tetramethyl-1,2,5-azadisilolidine (2,2,5,5-tetramethyl-1,2,5-azadisilolidine) solution was added to the 0.5M ethylmagnesium It was added dropwise to the chloride solution for 30 minutes and stirred. Thereafter, the temperature of the mixture was raised to 25° C. and stirred at 25° C. for 1 hour. The mixture was heated at 50? for 8 hours and then cooled to room temperature.

상기 혼합물에 과량의 무수 1,4-디옥산(20 당량(eq.))을 흰색의MgCl2 침전물이 생길 때까지 적가하였다. 이후, 상기 혼합액을 45℃까지 데웠고 2시간 동안 교반시켰다. 상기 혼합액을 5℃에서 밤새 방치한 후 여과시켰다. 이후, 상기 혼합액으로부터 용매를 제거하기 위해 감압 하에 두었고 생성된 끈적한 액체를 진공 하에 50℃에서 8시간 건조시켜 흰색 분말의 하기 화학식 5로 표시되는 마그네슘염을 제조하였다:To the mixture, an excess of anhydrous 1,4-dioxane (20 equivalents (eq.)) was added dropwise until a white MgCl 2 precipitate was formed. Thereafter, the mixture was heated to 45° C. and stirred for 2 hours. The mixture was allowed to stand at 5°C overnight and then filtered. Thereafter, in order to remove the solvent from the mixture, the mixture was placed under reduced pressure, and the resulting sticky liquid was dried at 50° C. for 8 hours under vacuum to prepare a white powder of magnesium salt represented by the following formula (5):

<화학식 5> <Formula 5>

Figure 112014050100768-pat00009
Figure 112014050100768-pat00009

<화학식 7><Formula 7>

Figure 112014050100768-pat00010
Figure 112014050100768-pat00010

실시예Example 1: 전해액의 제조 1: Preparation of electrolyte

테트라히드로푸란(THF)에 용해시킨 무색의 1.0M AlCl3 용액을 준비하였다. 상기 제조예 1에서 제조된 마그네슘염을 실온에서 적절한 함량으로 적절한 부피의 무수 테트라히드로푸란(THF)에 용해시킨 용액을 준비하였다. A colorless 1.0M AlCl 3 solution dissolved in tetrahydrofuran (THF) was prepared. A solution prepared by dissolving the magnesium salt prepared in Preparation Example 1 in an appropriate volume of anhydrous tetrahydrofuran (THF) at room temperature in an appropriate amount was prepared.

상기 1.0M AlCl3 용액에 상기 제조예 1에서 제조된 마그네슘염 용액을 상기 화학식 4로 표시되는 마그네슘염 대 AlCl3의 몰비가 1:1이 되도록 적하시킨 후 12℃로 유지하여 루이스 산이 첨가된 전해액을 제조하였다.The magnesium salt solution prepared in Preparation Example 1 was added dropwise to the 1.0M AlCl 3 solution so that the molar ratio of the magnesium salt represented by Formula 4 to AlCl 3 was 1:1, and then maintained at 12°C to add Lewis acid. Was prepared.

실시예Example 2: 전해액의 제조 2: Preparation of electrolyte

테트라히드로푸란(THF)에 용해시킨 무색의 1.0M AlCl3 용액을 준비하였다. 상기 제조예 1에서 제조된 마그네슘염을 실온에서 적절한 함량으로 적절한 부피의 무수 테트라히드로푸란(THF)에 용해시킨 용액을 준비하였다. A colorless 1.0M AlCl 3 solution dissolved in tetrahydrofuran (THF) was prepared. A solution prepared by dissolving the magnesium salt prepared in Preparation Example 1 in an appropriate volume of anhydrous tetrahydrofuran (THF) at room temperature in an appropriate amount was prepared.

상기 1.0M AlCl3 용액에 상기 제조예 1에서 제조된 마그네슘염 용액을 상기 화학식 4로 표시되는 마그네슘염 대 AlCl3의 몰비가 1:2가 되도록 적하시킨 후 12℃로 유지하여 루이스 산이 첨가된 전해액을 제조하였다.The magnesium salt solution prepared in Preparation Example 1 was added dropwise to the 1.0M AlCl 3 solution so that the molar ratio of magnesium salt to AlCl 3 represented by Formula 4 was 1:2, and then maintained at 12°C to add Lewis acid. Was prepared.

실시예Example 3: 전해액의 제조 3: Preparation of electrolyte

테트라히드로푸란(THF)에 용해시킨 무색의 1.0M AlCl3 용액을 준비하였다. 상기 제조예 2에서 제조된 마그네슘염을 실온에서 적절한 함량으로 적절한 부피의 무수 테트라히드로푸란(THF)에 용해시킨 용액을 준비하였다. A colorless 1.0M AlCl 3 solution dissolved in tetrahydrofuran (THF) was prepared. A solution prepared by dissolving the magnesium salt prepared in Preparation Example 2 in an appropriate volume of anhydrous tetrahydrofuran (THF) at room temperature in an appropriate amount was prepared.

상기 1.0M AlCl3 용액에 상기 제조예 2에서 제조된 마그네슘염 용액을 상기 화학식 5로 표시되는 마그네슘염 대 AlCl3의 몰비가 1:1이 되도록 적하시킨 후 12℃로 유지하여 루이스 산이 첨가된 전해액을 제조하였다.The magnesium salt solution prepared in Preparation Example 2 was added dropwise to the 1.0M AlCl 3 solution so that the molar ratio of the magnesium salt represented by Chemical Formula 5 to AlCl 3 was 1:1, and then maintained at 12°C to add Lewis acid. Was prepared.

실시예Example 4: 전해액의 제조 4: Preparation of electrolyte

테트라히드로푸란(THF)에 용해시킨 무색의 1.0M AlCl3 용액을 준비하였다. 상기 제조예 2에서 제조된 마그네슘염을 실온에서 적절한 함량으로 적절한 부피의 무수 테트라히드로푸란(THF)에 용해시킨 용액을 준비하였다. A colorless 1.0M AlCl 3 solution dissolved in tetrahydrofuran (THF) was prepared. A solution prepared by dissolving the magnesium salt prepared in Preparation Example 2 in an appropriate volume of anhydrous tetrahydrofuran (THF) at room temperature in an appropriate amount was prepared.

상기 1.0M AlCl3 용액에 상기 제조예 2에서 제조된 마그네슘염 용액을 상기 화학식 5로 표시되는 마그네슘염 대 AlCl3의 몰비가 1:2가 되도록 적하시킨 후 12℃로 유지하여 루이스 산이 첨가된 전해액을 제조하였다.The magnesium salt solution prepared in Preparation Example 2 was added dropwise to the 1.0M AlCl 3 solution so that the molar ratio of the magnesium salt represented by Chemical Formula 5 to AlCl 3 was 1:2, and then maintained at 12°C to add Lewis acid. Was prepared.

비교예Comparative example 1: 전해액의 제조 1: Preparation of electrolyte

2M 페닐마그네슘 클로라이드에 테트라히드로푸란(THF) 20ml를 첨가하여 페닐마그네슘 클로라이드 마그네슘염 용액을 제조하였다. 상기 페닐마그네슘 클로라이드 마그네슘염 용액에 테트라히드로푸란(THF)에 용해시킨 1M AlCl3 용액을 상기 페닐마그네슘 클로라이드 마그네슘염 대 AlCl3의 몰비가 2:1이 되도록 적하시킨 후 12?로 유지하여 루이스 산이 첨가된 전해액을 제조하였다.
20 ml of tetrahydrofuran (THF) was added to 2M phenylmagnesium chloride to prepare a phenylmagnesium chloride magnesium salt solution. A 1M AlCl 3 solution dissolved in tetrahydrofuran (THF) was added dropwise to the phenylmagnesium chloride magnesium salt solution so that the molar ratio of the phenyl magnesium chloride magnesium salt to AlCl 3 was 2:1, and then maintained at 12?, and Lewis acid was added. The prepared electrolyte solution was prepared.

(산화 전위 및 전류 순환법(cyclic voltammetry) 측정)(Oxidation potential and cyclic voltammetry measurement)

평가예Evaluation example 1: 산화 전위 및 전류 순환법( 1: Oxidation potential and current circulation method ( cycliccyclic voltammetryvoltammetry ) 측정) Measure

아르곤 분위기의 글러브 박스 내에서 수분 및 산소를 1ppm 미만으로 하여 산화 전위 및 CV(cyclic voltammetry) 측정을 하였다. 마그네슘 전지의 산화 전위 및 CV(cyclic voltammetry) 측정은 25℃에서 포텐셔미터(potentiometer, 전기화학 인터페이스(1287 ECI), Solartron analytical 사 제조)를 이용하였다. 작업 전극으로서 Au디스크를, 상대 전극으로서 마그네슘 메탈 포일(foil)을 이용하였고, 상기 작업 전극과 상대 전극에 대하여 유리 필터를 끼우고 대향시켜 고정했다. 또한, 기준 전극으로서 마그네슘 메탈 와이어(wire)를 상기 작업 전극 및 상대 전극의 어느 편에도 접촉하지 않은 위치에 고정하였다. 상기 작업 전극(working electrode), 상대 전극(counter electrode), 및 기준 전극(reference electrode)을 실시예 1, 실시예 2, 실시예 4, 및 비교예 1에서 제조된 전해액에 넣고 비이커형 전지를 각각 제작하였다. 실시예 1, 실시예 2, 실시예 4, 및 비교예 1에서 제조된 전해액에 대해 10mV/sec 속도로 약 -1.0V 내지 3.5V(vs. Mg/Mg2 +)의 전압 범위에서 상기 각각의 비이커형 전지에 포함된 작업 전극을 스캔하여 산화 전위를 평가하였다. 그 결과를 표 1, 도 2a, 및 도 2b에 나타내었다. Oxidation potential and cyclic voltammetry (CV) were measured with less than 1 ppm of moisture and oxygen in a glove box in an argon atmosphere. Oxidation potential and cyclic voltammetry (CV) of the magnesium battery were measured at 25°C using a potentiometer (electrochemical interface (1287 ECI), manufactured by Solartron analytical). An Au disk was used as a working electrode and a magnesium metal foil was used as a counter electrode, and a glass filter was sandwiched between the working electrode and the counter electrode, and they were fixed to face each other. In addition, a magnesium metal wire as a reference electrode was fixed in a position not in contact with either the working electrode or the counter electrode. The working electrode, counter electrode, and reference electrode were placed in the electrolyte solutions prepared in Examples 1, 2, 4, and 1, and beaker-type batteries were respectively Was produced. Each of the above in the voltage range of about -1.0V to 3.5V (vs. Mg/Mg 2 + ) at a rate of 10 mV/sec for the electrolyte solutions prepared in Example 1, Example 2, Example 4, and Comparative Example 1. The working electrode included in the beaker type cell was scanned to evaluate the oxidation potential. The results are shown in Table 1, Fig. 2A, and Fig. 2B.

구분division 산화 전위(Vox, V)Oxidation potential (V ox , V) 실시예 1Example 1 3.03.0 실시예 2Example 2 3.03.0 실시예 4Example 4 3.03.0 비교예 1Comparative Example 1 2.92.9

상기 표 1 및 도 2를 참조하면, 실시예 1, 실시예 2, 및 실시예 4에서 제조된 전해액의 산화 전위는 3.0V(vs. Mg/Mg2 +) 이상이었고, 비교예 1에서 제조된 전해액의 산화 전위는 2.9V(vs. Mg/Mg2 +)로 3.0V 미만이었다. 실시예 1, 실시예 2, 및 실시예 4에서 제조된 전해액의 산화 전위는 비교예 1에서 제조된 전해액의 산화 전위에 비해 약 0.1V 정도 높아졌음을 알 수 있다. Referring to Tables 1 and 2, the oxidation potential of the electrolyte solutions prepared in Example 1, Example 2, and Example 4 was 3.0V (vs. Mg/Mg 2 + ) or higher, and prepared in Comparative Example 1 The oxidation potential of the electrolyte solution was 2.9V (vs. Mg/Mg 2 + ), which was less than 3.0V. It can be seen that the oxidation potential of the electrolyte solutions prepared in Examples 1, 2, and 4 was increased by about 0.1 V compared to the oxidation potential of the electrolyte solutions prepared in Comparative Example 1.

또한, 실시예 1, 실시예 2, 실시예 4, 및 비교예 1에서 제조된 전해액에 대해 상기 방법으로 제조된 각각의 비이커형 전지에 포함된 작업 전극을 20mV/sec 속도로 스캔하여 전해액의 산화 환원 특성, 즉 마그네슘의 용출/증착의 가역성을 평가하였다. 그 결과를 도 3, 도 4a, 및 도 4b에 나타내었다. 또한 상기 가역성에 대한 평가를 위해 하기 수학식 1을 이용하여 효율을 계산하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. In addition, for the electrolytes prepared in Example 1, Example 2, Example 4, and Comparative Example 1, the working electrodes included in each beaker-type battery prepared by the above method were scanned at a rate of 20 mV/sec to oxidize the electrolyte. The reduction properties, that is, the reversibility of the elution/deposition of magnesium were evaluated. The results are shown in FIGS. 3, 4A, and 4B. In addition, the efficiency was calculated using Equation 1 below to evaluate the reversibility. The results are shown in Table 2 below.

하기 수학식 1의 효율을 계산하기 위해 사용된 "마그내슘 용출시 CV커브의 면적(N1)"과 "마그네슘 증착시 CV 커브를 포함하는 사다리꼴 형태의 면적(N2)"은 도 3을 일 예로 할 때 상기 도 3의 빗금친 영역 "N1" 및 "N2"에 각각 해당된다.The "area of the CV curve at the time of magnesium elution (N1)" and the "area of the trapezoidal shape including the CV curve at the time of magnesium deposition (N2)" used to calculate the efficiency of Equation 1 below are shown in FIG. 3 as an example. In this case, it corresponds to the hatched areas "N1" and "N2" of FIG. 3, respectively.

<수학식 1><Equation 1>

효율(%) = [(마그네슘 용출시 CV 커브의 면적(N1))/(마그네슘 증착시 CV 커브를 포함하는 사다리꼴 형태의 면적(N2))] x 100Efficiency (%) = [(area of CV curve when eluting magnesium (N1))/(area of trapezoidal shape including CV curve when depositing magnesium (N2))] x 100

구분division 효율(%)efficiency(%) 실시예 1Example 1 100100 실시예 2Example 2 100100 실시예 4Example 4 94.794.7 비교예 1Comparative Example 1 84.984.9

상기 표 2 및 도 3, 4를 참조하면, 실시예 1, 실시예 2, 및 실시예 4에서 제조된 전해액의 효율이 각각 100%, 100%, 및 94.7%이었고, 비교예 1에서 제조된 전해액의 효율이 84.9%이었다. 실시예 1, 실시예 2, 및 실시예 4에서 제조된 전해액의 효율이 비교예 1에서 제조된 전해액의 효율에 비해 약 10%에서 약 15%까지 향상되었음을 확인할 수 있다.Referring to Table 2 and FIGS. 3 and 4, the efficiencies of the electrolyte solutions prepared in Example 1, Example 2, and Example 4 were 100%, 100%, and 94.7%, respectively, and the electrolyte solution prepared in Comparative Example 1 The efficiency of was 84.9%. It can be seen that the efficiency of the electrolyte solution prepared in Example 1, Example 2, and Example 4 was improved from about 10% to about 15% compared to the efficiency of the electrolyte solution prepared in Comparative Example 1.

이로써, 실시예 1, 실시예 2 및 실시예 4에서 제조된 전해액의 산화 환원 특성, 즉 마그네슘의 용출/증착의 가역성이 비교예 1에서 제조된 전해액의 산화 환원 특성, 즉 마그네슘의 용출/증착의 가역성에 비해 향상되었음을 알 수 있다.
Thus, the redox characteristics of the electrolytes prepared in Examples 1, 2 and 4, that is, the reversibility of the elution/deposition of magnesium, was the redox characteristics of the electrolyte prepared in Comparative Example 1, that is, the elution/deposition of magnesium. It can be seen that it is improved compared to the reversibility.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
Although a preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited thereto, and it is possible to implement various modifications within the scope of the claims, the detailed description of the invention, and the accompanying drawings. It is natural to fall within the scope of the invention.

1: 마그네슘 전지 2: 음극 3: 양극 4: 세퍼레이터 5: 전지케이스 6: 캡 어셈블리1: magnesium battery 2: negative electrode 3: positive electrode 4: separator 5: battery case 6: cap assembly

Claims (22)

두 개의 Si-N-Si 코어 및 N-Mg-N 본드(bond)를 포함하는 고리형 또는 사슬형의 비스 실릴아미드 마그네슘염을 포함하는 전해액.An electrolytic solution comprising a cyclic or chain bissilylamide magnesium salt containing two Si-N-Si cores and an N-Mg-N bond. 제1항에 있어서, 상기 고리형 또는 사슬형의 비스 실릴아미드 마그네슘염은 하기 화학식 1로 표시되는 마그네슘염을 포함하는 전해액:
<화학식 1>
Figure 112014050100768-pat00011

상기 화학식 1에서,
A 또는 M부분이 고리를 형성하도록 연결되어 있거나 또는 열린 사슬(open chain)을 형성하도록 연결되어 있지 않으며;
상기 A 또는 M부분이 고리를 형성하도록 연결되어 있을 때, 상기 CY1 또는 CY2는 3 내지 10원환의 방향족 고리, 지방족 고리, 헤테로 고리, 또는 5 내지 20원환의 축합 고리를 나타내며;
R1, R3, R5, R7은 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 직쇄형 C1-C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 분지형 C3-C10의 알킬기, 또는 이들의 조합이며;
R2, R4, R6, R8은 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6-C10의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 헤테로아릴기, 또는 이들의 조합이다.
The electrolytic solution of claim 1, wherein the cyclic or chain bissilylamide magnesium salt comprises a magnesium salt represented by the following formula (1):
<Formula 1>
Figure 112014050100768-pat00011

In Formula 1,
The A or M moieties are linked to form a ring or are not linked to form an open chain;
When the A or M moieties are linked to form a ring, CY1 or CY2 represents a 3 to 10 membered ring aromatic ring, an aliphatic ring, a hetero ring, or a 5 to 20 membered ring condensed ring;
R 1 , R 3 , R 5 , R 7 are each independently a substituted or unsubstituted linear C1-C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted branched C3-C10 alkyl group, or a combination thereof;
R 2 , R 4 , R 6 , R 8 are each independently a substituted or unsubstituted C6-C10 aryl group, a substituted or unsubstituted C6-C20 heteroaryl group, or a combination thereof.
제2항에 있어서, 상기 A 또는 M부분이 고리를 형성하도록 연결되어 있을 때, 상기 CY1 또는 CY2는 탄소수 0 내지 6을 갖는 방향족 고리, 지방족 고리, 헤테로 고리, 또는 탄소수 4 내지 10을 갖는 축합 고리를 나타내는 전해액.The method of claim 2, wherein when the A or M moieties are connected to form a ring, the CY1 or CY2 is an aromatic ring having 0 to 6 carbon atoms, an aliphatic ring, a hetero ring, or a condensed ring having 4 to 10 carbon atoms. The electrolyte solution representing. 제2항에 있어서, 상기 R1, R3, R5, R7이 서로 독립적으로 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 이소프로필기, 이소부틸기, 및 t-부틸기로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 전해액.The method of claim 2, wherein the R 1 , R 3 , R 5 , R 7 are each independently at least one selected from a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an isopropyl group, an isobutyl group, and a t-butyl group. Electrolyte containing a. 제2항에 있어서, 상기 R2, R4, R6, R8이 서로 독립적으로 비치환된 C6-C10의 아릴기, 할로겐 원자로 치환된 C1-C10의 알킬기, 직쇄형 C1-C10의 알킬기로 치환된 C6-C10의 아릴기, 및 분지형 C1-C10의 알킬기로 치환된 C6-C10의 아릴기로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 전해액.The method of claim 2, wherein the R 2 , R 4 , R 6 , R 8 are independently of each other an unsubstituted C6-C10 aryl group, a C1-C10 alkyl group substituted with a halogen atom, a straight-chain C1-C10 alkyl group An electrolyte comprising at least one selected from a substituted C6-C10 aryl group and a C6-C10 aryl group substituted with a branched C1-C10 alkyl group. 제1항에 있어서, 상기 고리형 또는 사슬형의 비스 실릴아미드 마그네슘염은 하기 화학식 2 또는 화학식 3로 표시되는 마그네슘염을 포함하는 전해액:
<화학식 2> <화학식 3>
Figure 112014050100768-pat00012
Figure 112014050100768-pat00013
The electrolyte according to claim 1, wherein the cyclic or chain bissilylamide magnesium salt comprises a magnesium salt represented by the following formula (2) or (3):
<Formula 2><Formula3>
Figure 112014050100768-pat00012
Figure 112014050100768-pat00013
제1항에 있어서, 상기 전해액에서 상기 마그네슘염의 농도가 0.01M 내지 2.0M인 전해액.The electrolytic solution of claim 1, wherein the concentration of the magnesium salt in the electrolytic solution is 0.01M to 2.0M. 제1항에 있어서, 상기 전해액은 비수계 유기 용매를 더 포함하는 전해액.The electrolytic solution of claim 1, wherein the electrolytic solution further comprises a non-aqueous organic solvent. 제8항에 있어서, 상기 비수계 유기용매가 1, 2-디옥산, 1, 3-디옥산, 1, 4-디옥산, 테트라히드로푸란(THF), 2-메틸 테트라히드로푸란, 2-메틸푸란, 에틸 알코올, 4-메틸디옥솔란, 1,3-디옥솔란, 1,4-디옥산, 1,2-디메톡시에탄, 디메톡시메탄, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, γ-부티로락톤, 메틸포메이트, 설포란, 3-메틸-2-옥사졸리디논, 디메틸카보네이트, 헥산, 톨루엔, 디메틸에테르, 디에틸에테르, 메틸에틸에테르, 프로필에테르, 메틸프로필에테르, 이소프로필에테르, 메틸이소프로필에테르, 에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 비스 2-메톡시 에틸에테르, 및 테트라에틸렌글리콜로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 전해액.The method of claim 8, wherein the non-aqueous organic solvent is 1, 2-dioxane, 1, 3-dioxane, 1, 4-dioxane, tetrahydrofuran (THF), 2-methyl tetrahydrofuran, and 2-methyl Furan, ethyl alcohol, 4-methyldioxolane, 1,3-dioxolane, 1,4-dioxane, 1,2-dimethoxyethane, dimethoxymethane, ethylene carbonate, propylene carbonate, γ-butyrolactone, methyl Formate, sulfolane, 3-methyl-2-oxazolidinone, dimethyl carbonate, hexane, toluene, dimethyl ether, diethyl ether, methyl ethyl ether, propyl ether, methyl propyl ether, isopropyl ether, methyl isopropyl ether, An electrolytic solution comprising at least one selected from ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, bis 2-methoxy ethyl ether, and tetraethylene glycol. 제8항에 있어서, 상기 전해액은 하기 화학식 4 또는 화학식 5로 표시되는 마그네슘염을 포함하는 전해액:
<화학식 4> <화학식 5>
Figure 112014050100768-pat00014
Figure 112014050100768-pat00015
The electrolyte according to claim 8, wherein the electrolyte comprises a magnesium salt represented by the following Formula 4 or Formula 5:
<Formula 4><Formula5>
Figure 112014050100768-pat00014
Figure 112014050100768-pat00015
비수성 유기 용매;
두 개의 Si-N-Si 코어 및 N-Mg-N 본드(bond)를 포함하는 고리형 또는 사슬형의 비스 실릴아미드 마그네슘염; 및
루이스 산(Lewis acid);을 포함하는 전해액.
Non-aqueous organic solvents;
A cyclic or chain bissilylamide magnesium salt comprising two Si-N-Si cores and an N-Mg-N bond; And
Lewis acid; electrolyte containing.
제11항에 있어서, 상기 루이스 산이 AlCl3, AlClxR'3-x, BCl3, BClxR'3-x, 및 B(OR')3로부터 선택된 1종 이상을 포함하고, 여기서 x는 0, 1, 2, 또는 3이고 R'는 치환 또는 비치환된 직쇄형 C1-C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 분지형 C3-C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10의 시클로알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 C6-C10의 아릴기인 전해액.The method of claim 11, wherein the Lewis acid comprises at least one selected from AlCl 3 , AlCl x R'3 -x , BCl 3 , BCl x R'3 -x , and B(OR') 3 , wherein x is 0, 1, 2, or 3 and R'is a substituted or unsubstituted linear C1-C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted branched C3-C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3-C10 cycloalkyl group, Or a substituted or unsubstituted C6-C10 aryl group electrolyte. 제11항에 있어서, 상기 전해액은 상기 마그네슘염 대 상기 루이스 산의 몰비가 1:10 내지 10:1인 전해액.The electrolytic solution of claim 11, wherein the electrolytic solution has a molar ratio of the magnesium salt to the Lewis acid of 1:10 to 10:1. 제11항에 있어서, 상기 전해액은 상기 마그네슘염 대 상기 루이스 산의 몰비가 1:3 내지 3:1인 전해액.The electrolyte according to claim 11, wherein the electrolytic solution has a molar ratio of the magnesium salt to the Lewis acid of 1:3 to 3:1. 고리형 또는 사슬형의 실릴아미드 할라이드 함유 마그네슘염에 극성 유기 용매를 첨가하여 두 개의 Si-N-Si 코어 및 N-Mg-N 본드를 포함하는 고리형 또는 사슬형의 비스 실릴아미드 마그네슘염의 전해액을 제조하는 단계;를 포함하는 전해액의 제조방법.An electrolyte solution of a cyclic or chain bissilylamide magnesium salt containing two Si-N-Si cores and an N-Mg-N bond by adding a polar organic solvent to a cyclic or chain silylamide halide-containing magnesium salt. The method of manufacturing an electrolyte solution comprising a; 제15항에 있어서, 상기 고리형 또는 사슬형의 비스 실릴아미드 마그네슘염은 하기 화학식 1로 표시되는 마그네슘염을 포함하는 전해액의 제조방법:
<화학식 1>
Figure 112014050100768-pat00016

상기 화학식 1에서,
A 또는 M부분이 고리를 형성하도록 연결되어 있거나 또는 열린 사슬(open chain)을 형성하도록 연결되어 있지 않으며;
상기 A 또는 M부분이 고리를 형성하도록 연결되어 있을 때, 상기 CY1 또는 CY2는 3 내지 10원환의 방향족 고리, 지방족 고리, 헤테로 고리, 또는 5 내지 20원환의 축합 고리를 나타내며;
R1, R3, R5, R7은 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 직쇄형 C1-C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 분지형 C3-C10의 알킬기, 또는 이들의 조합이며;
R2, R4, R6, R8은 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6-C10의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 헤테로아릴기, 또는 이들의 조합이다.
The method of claim 15, wherein the cyclic or chain bissilylamide magnesium salt comprises a magnesium salt represented by the following formula (1):
<Formula 1>
Figure 112014050100768-pat00016

In Formula 1,
The A or M moieties are linked to form a ring or are not linked to form an open chain;
When the A or M moieties are linked to form a ring, CY1 or CY2 represents a 3 to 10 membered ring aromatic ring, an aliphatic ring, a hetero ring, or a 5 to 20 membered ring condensed ring;
R 1 , R 3 , R 5 , R 7 are each independently a substituted or unsubstituted linear C1-C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted branched C3-C10 alkyl group, or a combination thereof;
R 2 , R 4 , R 6 , R 8 are each independently a substituted or unsubstituted C6-C10 aryl group, a substituted or unsubstituted C6-C20 heteroaryl group, or a combination thereof.
제15항에 있어서, 상기 극성 유기 용매는 1, 2-디옥산, 1, 3-디옥산, 1, 4-디옥산, 테트라히드로푸란(THF), 2-메틸테트라히드로푸란, 2-메틸푸란, 에틸알코올, 4-메틸디옥솔란, 1, 2-디메톡시에탄, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, ν-부티로락톤, 메틸포메이트, 설포란, 3-메틸-2-옥사졸리디논, 디메틸카보네이트, 헥산, 톨루엔, 디메틸에테르, 디에틸에테르, 메틸에틸에테르, 프로필에테르, 메틸프로필에테르, 이소프로필에테르, 메틸이소프로필에테르, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 비스(2-메톡시에틸)에테르, 테트라에틸렌글리콜디메틸에테르, 및 히드로플루오로에테르(HFEs)로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 전해액의 제조방법.The method of claim 15, wherein the polar organic solvent is 1, 2-dioxane, 1, 3-dioxane, 1, 4-dioxane, tetrahydrofuran (THF), 2-methyltetrahydrofuran, 2-methylfuran , Ethyl alcohol, 4-methyldioxolane, 1, 2-dimethoxyethane, ethylene carbonate, propylene carbonate, ν-butyrolactone, methyl formate, sulfolane, 3-methyl-2-oxazolidinone, dimethyl carbonate, Hexane, toluene, dimethyl ether, diethyl ether, methyl ethyl ether, propyl ether, methyl propyl ether, isopropyl ether, methyl isopropyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, bis(2-methoxyethyl) A method for producing an electrolyte solution comprising at least one selected from ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, and hydrofluoroether (HFEs). 제15항에 있어서, 상기 고리형 또는 사슬형의 비스 실릴아미드 마그네슘염의 전해액에 루이스 산 용액을 첨가하여 루이스 산이 첨가된 고리형 또는 사슬형의 비스 실릴아미드 마그네슘염의 전해액을 제조하는 단계;를 포함하는 전해액의 제조방법.The method of claim 15, comprising: preparing an electrolyte solution of a cyclic or chain type bissilylamide magnesium salt to which a Lewis acid is added by adding a Lewis acid solution to the electrolytic solution of the cyclic or chain type bissilylamide magnesium salt. Method for producing an electrolyte. 제18항에 있어서, 상기 고리형 또는 사슬형의 비스 실릴아미드 마그네슘염 대 상기 루이스 산의 몰비가 1:10 내지 10:1인 전해액의 제조방법.The method of claim 18, wherein the molar ratio of the cyclic or chain bissilylamide magnesium salt to the Lewis acid is 1:10 to 10:1. 마그네슘 이온을 흡장 방출하는 양극 활물질을 포함하는 양극;
마그네슘 이온을 흡장 방출하는 음극 활물질을 포함하는 음극; 및
상기 양극 및 음극 사이에 함침된 상기 제 1 항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 따른 전해액을 포함하는 마그네슘 전지.
A positive electrode including a positive electrode active material for storing and releasing magnesium ions;
A negative electrode including a negative electrode active material for storing and releasing magnesium ions; And
A magnesium battery comprising the electrolyte according to any one of claims 1 to 14 impregnated between the positive electrode and the negative electrode.
제20항에 있어서, 상기 전해액의 산화 전위가 3.0V(vs. Mg/Mg2 +) 이상인 마그네슘 전지.The magnesium battery according to claim 20, wherein the electrolyte has an oxidation potential of 3.0 V (vs. Mg/Mg 2 + ) or higher. 제20항에 있어서, 상기 전해액의 효율이 90% 이상인 마그네슘 전지.The magnesium battery according to claim 20, wherein the electrolyte has an efficiency of 90% or more.
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