KR102211172B1 - Electrolyte of rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including same - Google Patents

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Abstract

리튬 이차 전지용 전해질 및 이를 리튬 이차 전지에 관한 것으로서, 이 전해질은 비수성 유기 용매; 리튬염; LiSO3X(여기에서, X는 할로겐임)로 표현되는 제1 첨가제; 및 숙시노니트릴 제2 첨가제를 포함한다.An electrolyte for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery thereof, wherein the electrolyte includes a non-aqueous organic solvent; Lithium salt; A first additive represented by LiSO 3 X (wherein X is halogen); And a succinonitrile second additive.

Description

리튬 이차 전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지{ELECTROLYTE OF RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY AND RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY INCLUDING SAME}Electrolyte for lithium secondary battery, and lithium secondary battery including the same TECHNICAL FIELD [ELECTROLYTE OF RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY INCLUDING SAME}

리튬 이차 전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다.It relates to an electrolyte for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery including the same.

리튬 이차 전지는 방전 전압이 높고 에너지 밀도가 높아, 다양한 전자기기의 전원으로 주목받고 있다.Lithium secondary batteries are attracting attention as power sources for various electronic devices due to their high discharge voltage and high energy density.

리튬 이차 전지의 양극 활물질로는 LiCoO2, LiMn2O4, LiNi1-xCoxO2(0 < x < 1)등과 같이 리튬 이온의 인터칼레이션이 가능한 구조를 가진 리튬과 전이 금속으로 이루어진 산화물이 주로 사용된다.The positive electrode active material of a lithium secondary battery is composed of lithium and a transition metal having a structure capable of intercalating lithium ions such as LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , and LiNi 1-x Co x O 2 (0 <x <1). Oxide is mainly used.

음극 활물질로는 리튬의 삽입/탈리가 가능한 인조, 천연 흑연, 하드 카본을 포함한 다양한 형태의 탄소계 재료가 주로 사용되고 있다. As the negative active material, various types of carbon-based materials including artificial, natural graphite, and hard carbon capable of intercalating/desorbing lithium are mainly used.

리튬 이차 전지의 전해질로는 리튬염이 용해된 유기 용매가 사용되고 있다.An organic solvent in which a lithium salt is dissolved is used as an electrolyte for a lithium secondary battery.

일 구현예는 고율 특성, 고온 장기 저장시 저항 감소 등의 전지 특성이 우수한 리튬 이차 전지용 전해질을 제공하는 것이다.One embodiment provides an electrolyte for a lithium secondary battery having excellent battery characteristics such as high rate characteristics and reduced resistance during long-term storage at high temperatures.

다른 구현예는 상기 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공하는 것이다. Another embodiment is to provide a lithium secondary battery including the electrolyte.

일 구현예에 따르면, 비수성 유기 용매; 리튬염; LiSO3X(여기에서, X는 할로겐임)로 표현되는 제1 첨가제; 및 숙시노니트릴 제2 첨가제를 포함하는 리튬 이차 전지용 전해질을 제공한다. 상기 X는 F일 수 있다. According to one embodiment, a non-aqueous organic solvent; Lithium salt; A first additive represented by LiSO 3 X (wherein X is halogen); And it provides an electrolyte for a lithium secondary battery comprising a second succinonitrile additive. X may be F.

상기 제1 첨가제의 함량은 상기 전해질 전체 중량에 대하여 0.1 중량% 내지 5 중량%일 수 있다.The content of the first additive may be 0.1% to 5% by weight based on the total weight of the electrolyte.

상기 제2 첨가제의 함량은 상기 전해질 전체 중량에 대하여 0.1 중량% 내지 2 중량%일 수 있다.The content of the second additive may be 0.1% to 2% by weight based on the total weight of the electrolyte.

상기 전해질은 LiBF4, 플루오로에틸렌 카보네이트, 리튬 비스옥살레이트 보레이트, LiPO2F2 또는 이들의 조합인 제3 첨가제를 더욱 포함할 수 있다.The electrolyte may further include a third additive which is LiBF 4 , fluoroethylene carbonate, lithium bisoxalate borate, LiPO 2 F 2, or a combination thereof.

본 발명의 다른 일 구현예는 음극 활물질을 포함하는 음극; 양극 활물질을 포함하는 양극; 및 상기 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다.Another embodiment of the present invention is a negative electrode including a negative electrode active material; A positive electrode including a positive electrode active material; And it provides a lithium secondary battery comprising the electrolyte.

상기 양극 활물질은 하기 화학식 3으로 표현되는 것일 수 있다.The positive active material may be represented by Formula 3 below.

[화학식 3][Formula 3]

LiaNixM1-xO2 Li a Ni x M 1-x O 2

(상기 화학식 3에서, 0.9 ≤ a ≤ 1.1, 0.5 ≤ x ≤ 0.93, (In Formula 3, 0.9 ≤ a ≤ 1.1, 0.5 ≤ x ≤ 0.93,

M은 Mn, Al, Co, Mg, Ba, B, La, Y, Ti, Zr, Mn, Si, V, P, Mo, W, F 또는 이들의 조합임.)M is Mn, Al, Co, Mg, Ba, B, La, Y, Ti, Zr, Mn, Si, V, P, Mo, W, F, or a combination thereof.)

기타 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.Details of other implementations are included in the detailed description below.

본 발명의 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지용 전해질은 고율 특성 향상 및 고온 장기 저장시 저항 증가 억제 등, 우수한 전지 특성을 나타내는 리튬 이차 전지를 제공할 수 있다. The electrolyte for a lithium secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention may provide a lithium secondary battery exhibiting excellent battery characteristics, such as improving high rate characteristics and suppressing an increase in resistance during long-term storage at high temperatures.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지를 간략하게 나타낸 도면.
도 2는 실시예 1 내지 5 및 비교예 1의 전해질을 포함하는 전지의 고온 저장후 저항 변화를 측정하여 나타낸 그래프.
도 3은 실시예 1 내지 5 및 비교예 1의 전해질을 포함하는 전지의 고온 저장후 용량 회복율을 측정하여 나타낸 그래프.
도 4는 실시예 6 내지 9의 전해질을 포함하는 전지의 고온 저장 후 저항 변화를 측정하여 나타낸 그래프.
1 is a schematic view of a rechargeable lithium battery according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing a change in resistance after storage at a high temperature of batteries including the electrolytes of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1. FIG.
3 is a graph showing the measurement of the capacity recovery rate after high temperature storage of the batteries containing the electrolytes of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1. FIG.
4 is a graph showing a change in resistance after storage at a high temperature of batteries including the electrolytes of Examples 6 to 9;

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, this is presented as an example, and the present invention is not limited thereby, and the present invention is only defined by the scope of the claims to be described later.

일 구현예는 비수성 유기 용매; 리튬염; LiSO3X(여기에서, X는 할로겐임)로 표현되는 제1 첨가제; 및 숙시노니트릴 제2 첨가제를 포함하는 리튬 이차 전지용 전해질을 제공한다.One embodiment is a non-aqueous organic solvent; Lithium salt; A first additive represented by LiSO 3 X (wherein X is halogen); And it provides an electrolyte for a lithium secondary battery comprising a second succinonitrile additive.

상기 제1 첨가제는 LiSO3X으로서, 이 첨가제는 고온 저장 성능을 개선하는 역할을 할 수 있다. 이때, 상기 X는 할로겐이며, 그 예로 F, Cl, Br, I, At 또는 이들의 조합일 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 X는 F일 수 있다. X가 할로겐인 경우에는, 이 전해질을 사용하는 전지에서, 음극에 피막을 효과적으로 형성할 수 있는 장점이 있을 수 있고, 특히 F일 때, 음극의 사이클 수명 특성(용량 유지율)을 보다 개선하는 장점을 얻을 수 있다.The first additive is LiSO 3 X, which may serve to improve high temperature storage performance. In this case, X is a halogen, for example, it may be F, Cl, Br, I, At, or a combination thereof. According to one embodiment, X may be F. When X is halogen, in a battery using this electrolyte, there may be an advantage of effectively forming a film on the negative electrode, and in particular, when F is the advantage of further improving the cycle life characteristics (capacity retention rate) of the negative electrode. Can be obtained.

또한, 이러한 전해질은 제2 첨가제로 숙시노니트릴을 포함하여, 양극에 얇은 피막을 형성할 수 있고, 이에 양극에서 금속 이물이 용출되는 현상을 억제할 수 있어, 용출된 이물이 음극으로 이동, 석출 및 성장하는 문제 또한 효과적으로 억제할 수 있고, 이에 따른 초기 저항 저하를 억제할 수 있다.In addition, such an electrolyte includes succinonitrile as a second additive, and can form a thin film on the positive electrode, thereby suppressing the elution of metallic foreign substances from the positive electrode, so that the eluted foreign substances move to the negative electrode and precipitate. And it is possible to effectively suppress the problem of growth, and thereby suppress a decrease in initial resistance.

다만, 제2 첨가제는 고율 특성 감소, 고온 장기 저장시 저항 증가 등의 문제를 야기할 수 있으나, 일 구현예의 전해질은 고온 저장 성능 개선 효과뿐만 아니라, 양극 계면 보호 기능 또한 갖는 상기 제1 첨가제를 더욱 포함하므로, 제2 첨가제 사용에 따른 문제를 억제할 수 있다.However, the second additive may cause problems such as a decrease in high rate characteristics and an increase in resistance during long-term storage at high temperatures, but the electrolyte of one embodiment further comprises the first additive having not only an effect of improving high temperature storage performance, but also protecting an anode interface. Since it includes, it is possible to suppress the problem caused by the use of the second additive.

이와 같이, 상기 제1 첨가제와 상기 제2 첨가제를 함께 사용하는 경우에는, 초기 저항 저하 및 양극 계면 보호 기능을 강화시킬 수 있어, 고율 특성을 향상시킬 수 있고, 고온 장기 저장시 저항 증가를 억제할 수 있다.As described above, when the first additive and the second additive are used together, the initial resistance decrease and the anode interface protection function can be enhanced, thereby improving the high rate characteristics, and suppressing the increase in resistance during long-term storage at high temperatures. I can.

상기 제1 첨가제의 함량은 상기 전해질 전체 중량에 대하여 0.1 중량% 내지 5 중량%일 수 있으며, 일 구현예에 따르면, 0.5 중량% 내지 2 중량%일 수 있다. 제1 첨가제의 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우, 즉 0.1 중량% 미만이면, 제1 첨가제를 사용함에 따른 효과가 미미하며, 5 중량%를 초과하는 경우에는 용해도 문제로 인하여 침전물을 형성할 수 있어 적절하지 않다.The content of the first additive may be 0.1% to 5% by weight based on the total weight of the electrolyte, and according to one embodiment, may be 0.5% to 2% by weight. If the content of the first additive is out of the above range, that is, less than 0.1% by weight, the effect of using the first additive is insignificant, and if it exceeds 5% by weight, it is appropriate because a precipitate may be formed due to solubility problems. Not.

상기 제2 첨가제의 함량은 전해질 전체 중량에 대하여 0.1 중량% 내지 2 중량%일 수 있고, 일 구현예에 따르면, 0.25 중량% 내지 2 중량%일 수 있으며, 다른 일 구현예에 따르면, 0.25 중량% 이상, 1.5 중량% 미만일 수 있다. 제2 첨가제의 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우, 즉 0.1 중량% 미만이면, 제2 첨가제를 사용함에 따른 효과가 미미하며, 2 중량%를 초과하는 경우에는 저항이 증가되어 적절하지 않다.The content of the second additive may be 0.1% by weight to 2% by weight based on the total weight of the electrolyte, and according to one embodiment, it may be 0.25% by weight to 2% by weight, and according to another embodiment, 0.25% by weight It may be more than 1.5% by weight. When the content of the second additive is out of the above range, that is, less than 0.1% by weight, the effect of using the second additive is insignificant, and when it exceeds 2% by weight, the resistance increases and is not appropriate.

상기 전해질은 LiBF4, 플루오로에틸렌 카보네이트, 리튬 비스옥살레이트 보레이트(LiBOB), LiPO2F2 또는 이들의 조합인 제3 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. The electrolyte may further include a third additive that is LiBF 4 , fluoroethylene carbonate, lithium bisoxalate borate (LiBOB), LiPO 2 F 2, or a combination thereof.

제3 첨가제를 더욱 포함하는 경우, 제3 첨가제의 함량은 상기 전해질 전체 100 중량%에 대하여, 0.1 중량% 내지 1 중량%일 수 있다. 제3 첨가제를 더욱 포함하는 경우에는 이 전해질을 사용하는 전지에서 음극의 사이클 수명 특성(용량 유지율)을 향상시킬 수 있고, 특히 상기 범위에 포함되는 함량으로 사용하는 경우에는 고온 저장 특성을 보다 효과적으로 향상시킬 수 있다.When the third additive is further included, the content of the third additive may be 0.1% by weight to 1% by weight based on 100% by weight of the total electrolyte. When the third additive is further included, it is possible to improve the cycle life characteristics (capacity retention) of the negative electrode in a battery using this electrolyte, and especially when used in an amount within the above range, the high temperature storage characteristics are more effectively improved. I can make it.

상기 비수성 유기 용매는 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 a battery can move.

상기 비수성 유기 용매로는 카보네이트계, 에스테르계, 에테르계, 케톤계, 알코올계, 또는 비프로톤성 용매를 사용할 수 있다. As the non-aqueous organic solvent, a carbonate-based, ester-based, ether-based, ketone-based, alcohol-based, or aprotic solvent may be used.

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 있다. 상기 에스테르계 용매로는 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트, 디메틸아세테이트, 메틸프로피오네이트, 에틸프로피오네이트, 프로필프로피오네이트, γ-부티로락톤, 데카놀라이드(decanolide), 발레로락톤, 메발로노락톤(mevalonolactone), 카프로락톤(caprolactone) 등이 사용될 수 있다. The carbonate-based solvents include dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), methylpropyl carbonate (MPC), ethylpropyl carbonate (EPC), methylethyl carbonate (MEC), ethylene carbonate ( EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), and the like may be used. As the ester solvent, methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, dimethyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, γ-butyrolactone, decanolide, valero Lactone, mevalonolactone, caprolactone, and the like may be used.

상기 에테르계 용매로는 디부틸 에테르, 테트라글라임, 디글라임, 디메톡시에탄, 2-메틸테트라히드로퓨란, 테트라히드로퓨란 등이 사용될 수 있으며, 상기 케톤계 용매로는 시클로헥사논 등이 사용될 수 있다. Dibutyl ether, tetraglyme, diglyme, dimethoxyethane, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydrofuran, etc. may be used as the ether solvent, and cyclohexanone may be used as the ketone solvent. have.

상기 알코올계 용매로는 에틸알코올, 이소프로필 알코올 등이 사용될 수 있으며, 상기 비프로톤성 용매로는 T-CN(T는 탄소수 2 내지 20의 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. Ethyl alcohol, isopropyl alcohol, etc. may be used as the alcohol-based solvent, and T-CN (T is a linear, branched, or cyclic hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms, and the aprotic solvent, Nitriles such as a double bonded aromatic ring or an ether bond), amides such as dimethylformamide, dioxolanes such as 1,3-dioxolane, sulfolanes, and the like may be used.

상기 비수성 유기 용매는 단독으로 또는 하나 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 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 combination of one or more. In the case of using one or more mixtures, the mixing ratio may be appropriately adjusted according to the desired battery performance, which may be widely understood by those engaged in the art.

상기 비수성 유기용매를 혼합하여 사용하는 경우, 환형(cyclic) 카보네이트와 사슬형(chain) 카보네이트의 혼합 용매 환형 카보네이트와 프로피오네이트계 용매의 혼합 용매 또는 환형 카보네이트, 사슬형 카보네이트 및 프로피오네이트계 용매의 혼합 용매를 사용할 수 있다. 상기 프로피오네이트계 용매로는 메틸프로피오네이트, 에틸프로피오네이트, 프로필프로피오네이트 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다.When the non-aqueous organic solvent is mixed and used, a mixed solvent of a cyclic carbonate and a chain carbonate or a mixed solvent of a cyclic carbonate and a propionate solvent or a cyclic carbonate, a chain carbonate and a propionate system A mixed solvent of solvents can be used. As the propionate-based solvent, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, or a combination thereof may be used.

이때, 환형 카보네이트와 사슬형 카보네이트 또는 환형 카보네이트와 프로피오네이트계 용매를 혼합 사용하는 경우에는 1:1 내지1:9의 부피비로 혼합하여 사용하는 것이 전해액의 성능이 우수하게 나타날 수 있다. 또한, 환형 카보네이트, 사슬형 카보네이트 및 프로피오네이트계 용매를 혼합하여 사용하는 경우에는1:1:1 내지 3:3:4 부피비로 혼합하여 사용할 수 있다. 물론, 상기 용매들의 혼합비는 원하는 물성에 따라 적절하게 조절할 수도 있다.At this time, when a cyclic carbonate and a chain carbonate or a cyclic carbonate and a propionate solvent are mixed and used in a volume ratio of 1:1 to 1:9, the electrolyte may exhibit excellent performance. In addition, when a cyclic carbonate, a chain carbonate, and a propionate solvent are mixed and used, they may be mixed in a volume ratio of 1:1:1 to 3:3:4. Of course, the mixing ratio of the solvents may be appropriately adjusted according to desired physical properties.

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

상기 방향족 탄화수소계 유기용매로는 하기 화학식 1의 방향족 탄화수소계 화합물이 사용될 수 있다.As the aromatic hydrocarbon-based organic solvent, an aromatic hydrocarbon-based compound of Formula 1 may be used.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018029366931-pat00001
Figure 112018029366931-pat00001

(상기 화학식 1에서, R1 내지 R6는 서로 동일하거나 상이하며 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 할로알킬기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이다.)(In Formula 1, R 1 to R 6 are the same or different from each other and are selected from the group consisting of hydrogen, halogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a haloalkyl group, and combinations thereof.)

상기 방향족 탄화수소계 유기용매의 구체적인 예로는 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, 2,3-디플루오로톨루엔, 2,4-디플루오로톨루엔, 2,5-디플루오로톨루엔, 2,3,4-트리플루오로톨루엔, 2,3,5-트리플루오로톨루엔, 클로로톨루엔, 2,3-디클로로톨루엔, 2,4-디클로로톨루엔, 2,5-디클로로톨루엔, 2,3,4-트리클로로톨루엔, 2,3,5-트리클로로톨루엔, 아이오도톨루엔, 2,3-디아이오도톨루엔, 2,4-디아이오도톨루엔, 2,5-디아이오도톨루엔, 2,3,4-트리아이오도톨루엔, 2,3,5-트리아이오도톨루엔, 자일렌, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이다.Specific examples of the aromatic hydrocarbon-based organic solvent include benzene, fluorobenzene, 1,2-difluorobenzene, 1,3-difluorobenzene, 1,4-difluorobenzene, 1,2,3-tri Fluorobenzene, 1,2,4-trifluorobenzene, chlorobenzene, 1,2-dichlorobenzene, 1,3-dichlorobenzene, 1,4-dichlorobenzene, 1,2,3-trichlorobenzene, 1 ,2,4-trichlorobenzene, iodobenzene, 1,2-diaiodobenzene, 1,3-diaiodobenzene, 1,4-diaiodobenzene, 1,2,3-triiodobenzene, 1, 2,4-triiodobenzene, toluene, fluorotoluene, 2,3-difluorotoluene, 2,4-difluorotoluene, 2,5-difluorotoluene, 2,3,4-trifluoro Rotoluene, 2,3,5-trifluorotoluene, chlorotoluene, 2,3-dichlorotoluene, 2,4-dichlorotoluene, 2,5-dichlorotoluene, 2,3,4-trichlorotoluene, 2, 3,5-trichlorotoluene, iodotoluene, 2,3-diaiodotoluene, 2,4-diaiodotoluene, 2,5-diaiodotoluene, 2,3,4-triiodotoluene, 2,3 ,5-triiodotoluene, xylene, and those selected from the group consisting of combinations thereof.

상기 리튬 이차 전지용 전해질은 전지 수명을 향상시키기 위하여 하기 화학식 2의 에틸렌 카보네이트계 화합물을 더욱 포함할 수도 있다.The electrolyte for a rechargeable lithium battery may further include an ethylene carbonate-based compound represented by Formula 2 below to improve battery life.

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112018029366931-pat00002
Figure 112018029366931-pat00002

(상기 화학식 2에서, R7 및 R8은 각각 독립적으로 수소, 할로겐기, 시아노기(CN), 니트로기(NO2) 및 불소화된 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 이루어진 군에서 선택되며, 상기 R7 및 R8 중 적어도 하나는 할로겐기, 시아노기(CN), 니트로기(NO2) 및 불소화된 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 이루어진 군에서 선택되고, 단 R7과 R8이 모두 수소는 아니다.)(In Formula 2, R 7 and R 8 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, a halogen group, a cyano group (CN), a nitro group (NO 2 ), and a fluorinated C 1 to C 5 alkyl group, and the R At least one of 7 and R 8 is selected from the group consisting of a halogen group, a cyano group (CN), a nitro group (NO 2 ), and a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, provided that both R 7 and R 8 are not hydrogen .)

상기 에틸렌 카보네이트계 화합물의 대표적인 예로는 디플루오로 에틸렌카보네이트, 클로로에틸렌 카보네이트, 디클로로에틸렌 카보네이트, 브로모에틸렌 카보네이트, 디브로모에틸렌 카보네이트, 니트로에틸렌 카보네이트 또는 시아노에틸렌 카보네이트 등을 들 수 있다. 이러한 수명 향상 첨가제를 더욱 사용하는 경우 그 사용량은 적절하게 조절할 수 있다.Representative examples of the ethylene carbonate-based compound include difluoro ethylene carbonate, chloroethylene carbonate, dichloroethylene carbonate, bromoethylene carbonate, dibromoethylene carbonate, nitroethylene carbonate, or cyanoethylene carbonate. When further use of such a life-improving additive is used, the amount of the additive may be appropriately adjusted.

상기 리튬염은 유기 용매에 용해되어, 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 작용하여 기본적인 리튬 이차 전지의 작동을 가능하게 하고, 양극과 음극 사이의 리튬 이온의 이동을 촉진하는 역할을 하는 물질이다. 이러한 리튬염의 대표적인 예로는 LiPF6, LiSbF6, LiAsF6, LiN(SO2C2F5)2, Li(CF3SO2)2N, LiN(SO3C2F5)2, LiC4F9SO3, LiClO4, LiAlO2, LiAlCl4, LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(여기서, x 및 y는 자연수이며, 예를 들면 1 내지 20의 정수임), LiCl 및 LiI로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 지지(supporting) 전해염으로 포함한다. 리튬염의 농도는 0.1M 내지 2.0M 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 a material that is dissolved in an organic solvent and acts as a source of lithium ions in the battery, enabling the operation of a basic lithium secondary battery, and promoting movement of lithium ions between the positive electrode and the negative electrode. Representative examples of such lithium salts are LiPF 6 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiN(SO 2 C 2 F 5 ) 2 , Li(CF 3 SO 2 ) 2 N, LiN(SO 3 C 2 F 5 ) 2 , 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, for example 1 to 20 Is an integer of), LiCl, and LiI as a supporting electrolytic salt. It is recommended to use the lithium salt concentration within the range of 0.1M to 2.0M. When the concentration of the lithium salt is within the above range, since the electrolyte has an appropriate conductivity and viscosity, excellent electrolyte performance can be exhibited, and lithium ions can effectively move.

다른 일 구현예는 상기 전해질, 양극 및 음극을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다.Another embodiment provides a lithium secondary battery including the electrolyte, a positive electrode, and a negative electrode.

상기 양극은 전류 집전체 및 이 전류 집전체에 형성되고, 양극 활물질을 포함하는 양극 활물질 층을 포함한다.The positive electrode includes a current collector and a positive electrode active material layer formed on the current collector and including a positive electrode active material.

상기 양극 활물질 층에서, 양극 활물질로는 리튬의 가역적인 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물(리티에이티드 인터칼레이션 화합물)을 사용할 수 있으며, 구체적으로는 코발트, 망간, 니켈, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 금속과 리튬과의 복합 산화물 중 1종 이상의 것을 사용할 수 있다. 보다 구체적인 예로는 하기 화학식 중 어느 하나로 표현되는 화합물을 사용할 수 있다. LiaA1-bXbD2(0.90 ≤ a ≤ 1.8,0 ≤ b ≤ 0.5); LiaA1-bXbO2-cTc(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05); LiaE1-bXbO2-cTc(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05); LiaE2-bXbO4-cTc(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05); LiaNi1-b-cCobXcDα(0.90 ≤ a ≤1.8, 0 ≤ b≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 < α ≤ 2); LiaNi1-b-cCobXcO2-αTα(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2); LiaNi1-b-cCobXcO2-αT2(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2); LiaNi1-b-cMnbXcDα(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α ≤ 2); LiaNi1-b-cMnbXcO2-αTα(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2); LiaNi1-b-cMnbXcO2-αT2( 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2); LiaNibEcGdO2(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0.001 ≤ d ≤ 0.1); LiaNibCocMndGeO2(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 ≤ d ≤0.5, 0.001 ≤ e ≤ 0.1); LiaNiGbO2(0.90 ≤ a ≤1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1) LiaCoGbO2(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1); LiaMn1-bGbO2(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1); LiaMn2GbO4(0.90 ≤ a ≤1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1); LiaMn1-gGgPO4(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ g ≤ 0.5); QO2; QS2; LiQS2; V2O5; LiV2O5; LiZO2; LiNiVO4; Li(3-f)J2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); Li(3-f)Fe2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); LiaFePO4(0.90 ≤ a ≤ 1.8)In the positive electrode active material layer, a compound capable of reversible intercalation and de-intercalation of lithium (reversible intercalation compound) may be used as the positive electrode active material. Specifically, cobalt, manganese, nickel, and these One or more of a composite oxide of a metal and lithium selected from a combination of may be used. As a more specific example, a compound represented by any one of the following formulas may be used. Li a A 1-b X b D 2 (0.90≦a≦1.8,0≦b≦0.5); Li a A 1-b X b O 2-c T c (0.90 <a <1.8, 0 <b <0.5, 0 <c <0.05); Li a E 1-b X b O 2-c T c (0.90≦a≦1.8, 0≦b≦0.5, 0≦c≦0.05); Li a E 2-b X b O 4-c T c (0.90≦a≦1.8, 0≦b≦0.5, 0≦c≦0.05); Li a Ni 1-bc Co b X c D α (0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 <α ≤ 2); Li a Ni 1-bc Co b X c O 2-α T α (0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 <α <2); Li a Ni 1-bc Co b X c O 2-α T 2 (0.90 <a <1.8, 0 <b <0.5, 0 <c <0.05, 0 <a <2); Li a Ni 1-bc Mn b X c D α (0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 <α ≤ 2); Li a Ni 1-bc Mn b X c O 2-α T α (0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 <α <2); Li a Ni 1-bc Mn b X c O 2-α T 2 (0.90 <a <1.8, 0 <b <0.5, 0 <c <0.05, 0 <α <2); Li a Ni b E c G d O 2 (0.90≦a≦1.8, 0≦b≦0.9, 0≦c≦0.5, 0.001≦d≦0.1); Li a Ni b Co c Mn d G e O 2 (0.90≦a≦1.8, 0≦b≦0.9, 0≦c≦0.5, 0≦d≦0.5, 0.001≦e≦0.1); Li a NiG b O 2 (0.90≦a≦1.8, 0.001≦b≦0.1) Li a CoG b O 2 (0.90≦a≦1.8, 0.001≦b≦0.1); Li a Mn 1-b G b O 2 (0.90≦a≦1.8, 0.001≦b≦0.1); Li a Mn 2 G b O 4 (0.90≦a≦1.8, 0.001≦b≦0.1); Li a Mn 1-g G g PO 4 (0.90≦a≦1.8, 0≦g≦0.5); QO 2 ; QS 2 ; LiQS 2 ; V 2 O 5 ; LiV 2 O 5 ; LiZO 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); Li a FePO 4 (0.90 ≤ a ≤ 1.8)

상기 화학식에 있어서, A는 Ni, Co, Mn, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고; X는 Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, 희토류 원소 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고 D는 O, F, S, P, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고; E는 Co, Mn, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고; T는 F, S, P, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고; G는 Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고; Q는 Ti, Mo, Mn, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고; Z는 Cr, V, Fe, Sc, Y, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되며; J는 V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다.In the above formula, A is selected from the group consisting of Ni, Co, Mn, and combinations thereof; X is selected from the group consisting of Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, rare earth elements, and combinations thereof, and D is from the group consisting of O, F, S, P, and combinations thereof. Is selected; E is selected from the group consisting of Co, Mn, and combinations thereof; T is selected from the group consisting of F, S, P, and combinations thereof; G is selected from the group consisting of Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V, and combinations thereof; Q is selected from the group consisting of Ti, Mo, Mn, and combinations thereof; Z is selected from the group consisting of Cr, V, Fe, Sc, Y, and combinations thereof; J is selected from the group consisting of V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, and combinations thereof.

물론 이 화합물 표면에 코팅층을 갖는 것도 사용할 수 있고, 또는 상기 화합물과 코팅층을 갖는 화합물을 혼합하여 사용할 수도 있다. 이 코팅층은 코팅 원소의 옥사이드, 코팅 원소의 하이드록사이드, 코팅 원소의 옥시하이드록사이드, 코팅 원소의 옥시카보네이트 및 코팅 원소의 하이드록시카보네이트로이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 코팅 원소 화합물을 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 등)으로 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, one having a coating layer on the surface of the compound may be used, or a mixture of the compound and a compound having a coating layer may be used. The coating layer contains at least one coating element compound selected from the group consisting of oxides of coating elements, hydroxides of coating elements, oxyhydroxides of coating elements, oxycarbonates of coating elements, and hydroxycarbonates of coating elements. I can. The compound constituting these coating layers may be amorphous or crystalline. As a coating element included in the coating layer, Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, V, Sn, Ge, Ga, B, As, Zr, or a mixture thereof may be used. The coating layer formation process may be any coating method as long as the compound can be coated by a method that does not adversely affect the physical properties of the positive electrode active material by using these elements (e.g. spray coating, dipping method, etc.). Since the content can be well understood by those engaged in the relevant field, detailed description will be omitted.

일 구현예에 따르면, 상기 양극 활물질로 하기 화학식 3으로 표현되는 니켈계 양극 활물질일 수 있다. 니켈계 양극 활물질이 고온에서 전해액 분해를 촉진시킴에 따라, 일반적으로 코발트계 양극 활물질에 비하여, 고온 성능이 다소 열화되나, 일 구현예에 따른 제1 및 제2 첨가제를 포함하는 전해질을 니켈계 양극 활물질과 같이 사용하는 경우, 상기 제1 및 제2 첨가제가 니켈계 양극 활물질이 고온에서 전해액을 분해시키는 것을 억제할 수 있어, 이러한 고온 성능 열화를 효과적으로 방지할 수 있다. 이에, 일 구현에에 따른 제1 및 제2 첨가제를 포함하는 전해질은 니켈계 양극 활물질을 포함하는 양극과 함께 사용하는 것이, 그 효과를 보다 극대화할 수 있어 적절하다.According to an embodiment, the positive electrode active material may be a nickel-based positive electrode active material represented by Formula 3 below. As the nickel-based positive electrode active material promotes electrolyte decomposition at high temperature, the high-temperature performance generally deteriorates somewhat compared to the cobalt-based positive electrode active material, but the electrolyte containing the first and second additives according to one embodiment is used as a nickel-based positive electrode. When used together with an active material, the first and second additives can suppress the nickel-based positive electrode active material from decomposing the electrolyte solution at high temperature, and thus, deterioration in high-temperature performance can be effectively prevented. Accordingly, it is appropriate to use the electrolyte including the first and second additives according to one embodiment together with a positive electrode including a nickel-based positive electrode active material, since the effect can be more maximized.

[화학식 3][Formula 3]

LiaNixM1-xO2 Li a Ni x M 1-x O 2

상기 화학식 3에서, 0.9 ≤ a ≤ 1.1, 0.5 ≤ x ≤ 0.93, M은 Mn, Al, Co, Mg, Ba, B, La, Y, Ti, Zr, Mn, Si, V, P, Mo, W, F 또는 이들의 조합이다.In Formula 3, 0.9 ≤ a ≤ 1.1, 0.5 ≤ x ≤ 0.93, M is Mn, Al, Co, Mg, Ba, B, La, Y, Ti, Zr, Mn, Si, V, P, Mo, W , F or a combination thereof.

상기 인터칼레이션 화합물의 구체적인 예로는 하기 화학식 4로 표현되는 화합물을 들 수 있다.A specific example of the intercalation compound may be a compound represented by Formula 4 below.

[화학식 4][Formula 4]

LiaNixCoyTzO2 Li a Ni x Co y T z O 2

상기 화학식 4에서, 0.9 ≤ a ≤ 1.1, 0.5 ≤ x ≤ 0.93, 0.05 ≤ x ≤ 0.3, 0.01 ≤ z ≤ 0.1, x + y + z = 1, T는 Mn 또는 Al이다In Formula 4, 0.9 ≤ a ≤ 1.1, 0.5 ≤ x ≤ 0.93, 0.05 ≤ x ≤ 0.3, 0.01 ≤ z ≤ 0.1, x + y + z = 1, T is Mn or Al

상기 양극에서, 상기 양극 활물질의 함량은 양극 활물질 층 전체 중량에 대하여 90 중량% 내지 98 중량%일 수 있다.In the positive electrode, the content of the positive electrode active material may be 90% to 98% by weight based on the total weight of the positive electrode active material layer.

일 구현예에 있어서, 상기 양극 활물질 층은 바인더 및 도전재를 더욱 포함할 수 있다. 이때, 상기 바인더 및 도전재의 함량은 양극 활물질 층 전체 중량에 대하여 각각 1 중량% 내지 5 중량%일 수 있다.In one embodiment, the positive active material layer may further include a binder and a conductive material. In this case, the content of the binder and the conductive material may be 1% to 5% by weight, respectively, based on the total weight of the positive electrode active material layer.

상기 바인더는 양극 활물질 입자들을 서로 잘 부착시키고, 또한 양극 활물질을 전류 집전체에 잘 부착시키는 역할을 할 수 있다. 바인더의 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 may well attach the positive electrode active material particles to each other, and may also serve to attach the positive electrode active material to the current collector well. Representative examples of the binder include polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose, diacetylcellulose, polyvinyl chloride, carboxylated polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, polymer containing ethylene oxide, polyvinylpyrroly. Don, polyurethane, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, polypropylene, styrene-butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber, epoxy resin, nylon, etc. may be used, but are not limited thereto. .

상기 도전재는 전극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 구성되는 전지에 있어서, 화학변화를 야기하지 않고 전자 전도성 재료이면 어떠한 것도 사용가능하다. 도전재의 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 들 수 있다.The conductive material is used to impart conductivity to the electrode, and in the battery to be constructed, any material may be used as long as it does not cause chemical change and is an electron conductive material. Examples of conductive materials include carbon-based materials such as natural graphite, artificial graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, and carbon fibers, and metal-based materials such as metal powders such as copper, nickel, aluminum, and silver, or metal-based materials such as polyphenylene derivatives. And conductive materials containing polymers or mixtures thereof.

상기 전류 집전체로는 알루미늄 박, 니켈 박 또는 이들의 조합을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The current collector may be an aluminum foil, a nickel foil, or a combination thereof, but is not limited thereto.

상기 음극은 전류 집전체 및 이 전류 집전체에 형성되고, 음극 활물질을 포함하는 음극 활물질 층을 포함한다.The negative electrode includes a current collector and a negative active material layer formed on the current collector and including a negative active material.

상기 음극 활물질로는 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 물질, 리튬 금속, 리튬 금속의 합금, 리튬에 도프 및 탈도프 가능한 물질 또는 전이 금속 산화물을 사용할 수 있다.As the negative active material, a material capable of reversibly intercalating/deintercalating lithium ions, a lithium metal, an alloy of a lithium metal, a material capable of doping and undoping lithium, or a transition metal oxide may be used.

상기 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 물질로는, 그 예로 탄소 물질, 즉 리튬 이차 전지에서 일반적으로 사용되는 탄소계 음극 활물질을 들 수 있다. 탄소계 음극 활물질의 대표적인 예로는 결정질 탄소, 비정질 탄소 또는 이들을 함께 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) 또는 하드 카본(hard carbon), 메조페이스 피치 탄화물, 소성된 코크스 등을 들 수 있다.As a material capable of reversibly intercalating/deintercalating lithium ions, for example, a carbon material, that is, a carbon-based negative active material generally used in lithium secondary batteries may be mentioned. As a representative example of the carbon-based negative active material, crystalline carbon, amorphous carbon, or these may be used together. Examples of the crystalline carbon include graphite such as amorphous, plate-shaped, flake, spherical or fibrous natural graphite or artificial graphite, and examples of the amorphous carbon include soft carbon or hard carbon ( hard carbon), mesophase pitch carbide, and calcined coke.

상기 리튬 금속의 합금으로는 리튬과, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Si, Sb, Pb, In, Zn, Ba, Ra, Ge, Al 및 Sn으로 이루어진 군에서 선택되는 금속의 합금이 사용될 수 있다.The lithium metal alloy includes lithium, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Si, Sb, Pb, In, Zn, Ba, Ra, Ge, Al, and Sn. An alloy of a metal selected from may be used.

상기 리튬에 도프 및 탈도프 가능한 물질로는 Si, SiOx(0 < x < 2), Si-Q 합금(상기 Q는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13족 원소, 14족 원소, 15족 원소, 16족 원소, 전이금속, 희토류 원소 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소이며, Si은 아님), Si-탄소 복합체, Sn, SnO2, Sn-R(상기 R은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13족 원소, 14족 원소, 15족 원소, 16족 원소, 전이금속, 희토류 원소 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소이며, Sn은 아님), Sn-탄소 복합체 등을 들 수 있고, 또한 이들 중 적어도 하나와 SiO2를 혼합하여 사용할 수도 있다. 상기 원소 Q 및 R로는 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, Ge, P, As, Sb, Bi, S, Se, Te, Po, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.The lithium-doped and undoped materials include Si, SiO x (0 <x <2), Si-Q alloy (where Q is an alkali metal, alkaline earth metal, group 13 element, group 14 element, group 15 element, 16 It is an element selected from the group consisting of group elements, transition metals, rare earth elements, and combinations thereof, and not Si), Si-carbon complex, Sn, SnO 2 , Sn-R (wherein R is an alkali metal, alkaline earth metal, 13 It is an element selected from the group consisting of a group element, a group 14 element, a group 15 element, a group 16 element, a transition metal, a rare earth element, and combinations thereof, but not Sn), a Sn-carbon complex, and the like. At least one of them and SiO 2 may be mixed and used. The elements Q and R include 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, Ge, P, As, Sb, Bi, S, What is selected from the group consisting of Se, Te, Po, and combinations thereof may be used.

상기 전이 금속 산화물로는 리튬 티타늄 산화물을 사용할 수 있다.Lithium titanium oxide may be used as the transition metal oxide.

일 구현예에 따르면, 상기 음극 활물질은 Si-탄소 복합체일 수 있고, 이 Si-탄소 복합체는 실리콘 입자와 결정질 탄소를 포함할 수 있다. 이 실리콘 입자의 평균 입경(D50)은 10nm 내지 200nm일 수 있다. 상기 Si-C 복합체는 적어도 일부분에 형성된 비정질 탄소층을 더욱 포함할 수 있다. 본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, 평균 입자 직경(D50)은 입도 분포에서 누적 체적이 50 부피%인 입자의 지름을 의미한다. According to one embodiment, the negative active material may be a Si-carbon composite, and the Si-carbon composite may include silicon particles and crystalline carbon. The average particle diameter (D50) of the silicon particles may be 10 nm to 200 nm. The Si-C composite may further include an amorphous carbon layer formed on at least a portion. Unless otherwise defined herein, the average particle diameter (D50) means the diameter of particles having a cumulative volume of 50% by volume in a particle size distribution.

다른 일 구현예에 따르면, 상기 음극 활물질은 2종 이상의 음극 활물질을 혼합하여 사용할 수 있고, 일 예를 들면, 제1 음극 활물질로 Si-탄소 복합체를 포함할 수 있고, 제2 음극 활물질로 결정질 탄소를 포함할 수 있다. 음극 활물질로 2종 이상의 음극 활물질을 혼합하여 사용하는 경우, 이들의 혼합비는 적절하게 조절할 수 있으나, 음극 활물질 전체 중량에 대하여 Si의 함량이 3 중량% 내지 50 중량%가 되도록 조절하는 것이 적절할 수 있다.According to another embodiment, the negative active material may be used by mixing two or more types of negative active materials, for example, a Si-carbon composite may be included as the first negative active material, and crystalline carbon may be used as the second negative active material. It may include. When two or more types of negative active materials are mixed and used as the negative active material, the mixing ratio thereof may be appropriately adjusted, but it may be appropriate to adjust the Si content to be 3% to 50% by weight based on the total weight of the negative active material. .

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

상기 음극 활물질 층에서 음극 활물질의 함량은 음극 활물질 층 전체 중량에 대하여 95 중량% 내지 99 중량%일 수 있다. 상기 음극 활물질 층에서 바인더의 함량은 음극 활물질 층 전체 중량에 대하여 1 중량% 내지 5 중량%일 수 있다. 또한 도전재를 더욱 포함하는 경우에는 음극 활물질을 90 중량% 내지 98 중량%, 바인더를 1 내지 5 중량%, 도전재를 1 중량% 내지 5 중량% 사용할 수 있다.The content of the negative active material in the negative active material layer may be 95% to 99% by weight based on the total weight of the negative active material layer. The content of the binder in the negative active material layer may be 1% to 5% by weight based on the total weight of the negative active material layer. In addition, when a conductive material is further included, 90 to 98% by weight of the negative active material, 1 to 5% by weight of the binder, and 1 to 5% by weight of the conductive material may be used.

상기 바인더는 음극 활물질 입자들을 서로 잘 부착시키고, 또한 음극 활물질을 전류 집전체에 잘 부착시키는 역할을 한다. 상기 바인더로는 비수용성 바인더, 수용성 바인더 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다.The binder serves to attach the negative active material particles well to each other and also to the negative active material to the current collector. As the binder, a water-insoluble binder, a water-soluble binder, or a combination thereof may be used.

상기 비수용성 바인더로는 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 에틸렌 옥사이드를 포함하는 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드이미드, 폴리이미드 또는 이들의 조합을 들 수 있다. As the water-insoluble binder, polyvinyl chloride, carboxylated polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, polymer including ethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyurethane, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride , Polyethylene, polypropylene, polyamideimide, polyimide, or combinations thereof.

상기 수용성 바인더로는 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 폴리비닐알콜, 폴리아크릴산 나트륨, 프로필렌과 탄소수가 2 내지 8의 올레핀 공중합체, (메타)아크릴산과 (메타)아크릴산알킬에스테르의 공중합체 또는 이들의 조합을 들 수 있다.Examples of the water-soluble binder include styrene-butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber, polyvinyl alcohol, sodium polyacrylate, propylene and C2-C8 olefin copolymer, (meth)acrylic acid and (meth)acrylate alkyl ester. Copolymers or combinations thereof.

상기 음극 바인더로 수용성 바인더를 사용하는 경우, 점성을 부여할 수 있는 셀룰로즈 계열 화합물을 증점제로 더욱 포함할 수 있다. 이 셀룰로즈 계열 화합물로는 카르복시메틸 셀룰로즈, 하이드록시프로필메틸 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 또는 이들의 알칼리 금속염 등을 1종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 알칼리 금속으로는 Na, K 또는 Li를 사용할 수 있다. 이러한 증점제 사용 함량은 음극 활물질 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 3 중량부일 수 있다. When a water-soluble binder is used as the negative electrode binder, a cellulose-based compound capable of imparting viscosity may be further included as a thickener. As the cellulose-based compound, one or more types of carboxymethyl cellulose, hydroxypropylmethyl cellulose, methyl cellulose, or alkali metal salts thereof may be mixed and used. Na, K, or Li may be used as the alkali metal. The content of the thickener may be 0.1 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the negative active material.

상기 도전재는 전극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 구성되는 전지에 있어서, 화학변화를 야기하지 않고 전자 전도성 재료이면 어떠한 것도 사용가능하다. 도전재의 예로 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 덴카 블랙, 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 들 수 있다.The conductive material is used to impart conductivity to the electrode, and in the battery to be constructed, any material may be used as long as it does not cause chemical change and is an electron conductive material. Examples of the conductive material are natural graphite, artificial graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, denka black, carbon-based materials such as carbon fiber, metal powders such as copper, nickel, aluminum, silver, or metal-based materials such as metal fibers, and polyphenylene derivatives And a conductive material containing a conductive polymer such as a conductive polymer or a mixture thereof.

상기 집전체로는 구리 박, 니켈 박, 스테인레스강 박, 티타늄 박, 니켈 발포체(foam), 구리 발포체, 전도성 금속이 코팅된 폴리머 기재, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.As the current collector, a copper foil, a nickel foil, a stainless steel foil, a titanium foil, a nickel foam, a copper foam, a polymer substrate coated with a conductive metal, and a combination thereof may be used.

상기 양극 활물질 층 및 음극 활물질 층은 음극 활물질, 바인더 및 선택적으로 도전재를 용매 중에서 혼합하여 활물질 조성물을 제조하고, 이 활물질 조성물을 전류 집전체에 도포하여 형성한다. 이와 같은 활물질 층 형성 방법은 당해 분야에 널리 알려진 내용이므로 본 명세서에서 상세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 용매로는 N-메틸피롤리돈 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 음극 활물질 층에 수용성 바인더를 사용하는 경우, 음극 활물질 조성물 제조시 사용되는 용매로 물을 사용할 수 있다.The positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer are formed by mixing a negative electrode active material, a binder, and optionally a conductive material in a solvent to prepare an active material composition, and then applying the active material composition to a current collector. Since such a method of forming an active material layer is widely known in the art, a detailed description thereof will be omitted herein. As the solvent, N-methylpyrrolidone or the like may be used, but is not limited thereto. In addition, when a water-soluble binder is used for the negative active material layer, water may be used as a solvent used in preparing the negative active material composition.

또한, 리튬 이차 전지의 종류에 따라 양극과 음극 사이에 세퍼레이터가 존재할 수도 있다. 이러한 세퍼레이터로는 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.In addition, a separator may exist between the positive electrode and the negative electrode depending on the type of lithium secondary battery. Polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride, or a multilayer film of two or more layers thereof may be used as such a separator, and a polyethylene/polypropylene two-layer separator, a polyethylene/polypropylene/polyethylene three-layer separator, a polypropylene/polyethylene/poly It goes without saying that a mixed multilayer film such as a three-layer propylene separator may be used.

도 1에 본 발명의 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지의 분해 사시도를 나타내었다. 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지는 각형인 것을 예로 설명하지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 원통형, 파우치형 등 다양한 형태의 전지에 적용될 수 있다.1 shows an exploded perspective view of a rechargeable lithium battery according to an embodiment of the present invention. The lithium secondary battery according to the exemplary embodiment is described as an example of a prismatic shape, but the present invention is not limited thereto, and may be applied to various types of batteries such as a cylindrical shape and a pouch type.

도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지(100)는 양극(10)과 음극(20) 사이에 세퍼레이터(30)를 개재하여 귄취된 전극 조립체(40)와, 상기 전극 조립체(40)가 내장되는 케이스(50)를 포함할 수 있다. 상기 양극(10), 상기 음극(20) 및 상기 세퍼레이터(30)는 전해액(미도시)에 함침되어 있을 수 있다.Referring to FIG. 1, a rechargeable lithium battery 100 according to an embodiment includes an electrode assembly 40 wound between a positive electrode 10 and a negative electrode 20 through a separator 30, and the electrode assembly 40. ) May include a built-in case 50. The anode 10, the cathode 20, and the separator 30 may be impregnated with an electrolyte (not shown).

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 examples are only examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

1.5M LiPF6를 에틸렌 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트 및 디메틸 카보네이트의 혼합 용매(2:1:7 부피비)에 첨가하고, 이 혼합물 100 중량%에 플루오로에틸렌 카보네이트 10 중량%, LiBF4 0.2 중량%, 리튬 비스옥살레이트 보레이트 1 중량%, LiPO2F2 1.5 중량%, 숙시노니트릴 1 중량%를 첨가하여 리튬 이차 전지용 전해질을 제조하였다. 1.5M LiPF 6 was added to a mixed solvent of ethylene carbonate, ethylmethyl carbonate and dimethyl carbonate (2:1:7 by volume), and to 100% by weight of this mixture An electrolyte for a lithium secondary battery was prepared by adding 10% by weight of fluoroethylene carbonate, 0.2% by weight of LiBF 4 , 1% by weight of lithium bisoxalate borate, 1.5% by weight of LiPO 2 F 2 and 1% by weight of succinonitrile.

(실시예 1)(Example 1)

1.5M LiPF6를 에틸렌 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트 및 디메틸 카보네이트의 혼합 용매(2:1:7 부피비)에 첨가하고, 이 혼합물 100 중량%에 플루오로에틸렌 카보네이트 10 중량%, LiBF4 0.2 중량%, 리튬 비스옥살레이트 보레이트 1 중량%, LiPO2F2 1.5 중량%, LiSO3F 0.1 중량% 및 숙시노니트릴 1 중량%를 첨가하여 리튬 이차 전지용 전해질을 제조하였다. 1.5M LiPF 6 was added to a mixed solvent of ethylene carbonate, ethylmethyl carbonate and dimethyl carbonate (2:1:7 by volume), and to 100% by weight of this mixture For lithium secondary batteries by adding 10% by weight of fluoroethylene carbonate, 0.2% by weight of LiBF 4 , 1% by weight of lithium bisoxalate borate, 1.5% by weight of LiPO 2 F 2 , 0.1% by weight of LiSO 3 F and 1% by weight of succinonitrile The electrolyte was prepared.

(실시예 2)(Example 2)

LiSO3F 함량을 0.5 중량%로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 리튬 이차 전지용 전해질을 제조하였다. An electrolyte for a lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1, except that the LiSO 3 F content was changed to 0.5% by weight.

(실시예 3)(Example 3)

LiSO3F 함량을 1 중량%로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 리튬 이차 전지용 전해질을 제조하였다An electrolyte for a lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1, except that the LiSO 3 F content was changed to 1% by weight.

(실시예 4) (Example 4)

LiSO3F 함량을 1.5 중량%로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 리튬 이차 전지용 전해질을 제조하였다. An electrolyte for a lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1, except that the LiSO 3 F content was changed to 1.5% by weight.

(실시예 5)(Example 5)

LiSO3F 함량을 2 중량%로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 리튬 이차 전지용 전해질을 제조하였다. An electrolyte for a lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1, except that the LiSO 3 F content was changed to 2% by weight.

* 전지 제조* Battery manufacturing

LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 양극 활물질 96 중량%, 케첸 블랙 도전재 2 중량% 및 폴리비닐리덴 플루오라이드 2 중량%를 N-메틸피롤리돈 용매 중에서 혼합하여 양극활물질 슬러리를 제조하였다. 상기 양극 활물질 슬러리를 알루미늄박에 코팅, 건조 및 압연하여 양극을 제조하였다.LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 96 wt% of a cathode active material, 2 wt% of Ketjen Black conductive material, and 2 wt% of polyvinylidene fluoride were mixed in an N-methylpyrrolidone solvent to prepare a cathode active material slurry. The positive electrode active material slurry was coated on an aluminum foil, dried, and rolled to prepare a positive electrode.

흑연 음극 활물질 96 중량%, 케첸 블랙 도전재 2 중량% 및 폴리비닐리덴 플루오라이드 2 중량%를 N-메틸피롤리돈 용매 중에서 혼합하여 음극활물질 슬러리를 제조하였다. 상기 음극 활물질 슬러리를 구리박에 코팅, 건조 및 압연하여 음극을 제조하였다.A negative electrode active material slurry was prepared by mixing 96% by weight of a graphite negative active material, 2% by weight of a Ketjen Black conductive material, and 2% by weight of polyvinylidene fluoride in an N-methylpyrrolidone solvent. The negative active material slurry was coated on copper foil, dried, and rolled to prepare a negative electrode.

제조된 양극, 음극 및 상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1에 따라 제조된 전해질을 이용하여, 통상의 방법으로 리튬 이차 전지를 제조하였다. 이때 전해액 주액량은 3.8g을 사용하였다. Using the prepared positive electrode, negative electrode, and electrolytes prepared according to Examples 1 to 5 and Comparative Example 1, a lithium secondary battery was manufactured by a conventional method. At this time, the amount of electrolyte injected was 3.8g.

*직류내부저항(DC-IR: Direct current internal resistance)*Direct current internal resistance (DC-IR)

제조된 전지를 고온(60℃)에서 90일간 저장한 후, 직류내부저항(DC-IR)을 측정하여, 그 결과를 도 2에 나타내었다. After storing the prepared battery at high temperature (60°C) for 90 days, direct current internal resistance (DC-IR) was measured, and the results are shown in FIG. 2.

직류내부저항 측정은, 전지를 0.2C로 2회 화성 공정을 실시한 후, SOC 50% 방전(State of charge) 50% 방전(전지를 4.2V에서 충방전시, 전지 전체 충전 용량을 100%로 하였을 때, 50% 방전 용량이 되도록 방전한 상태)을 실시하면서 측정하였다. The DC internal resistance measurement was performed by performing the battery conversion process twice at 0.2C, and then discharging SOC 50% (State of charge) 50% (when charging and discharging the battery at 4.2V, the total charging capacity of the battery was 100%. At this time, it was measured while carrying out the state of discharging to a 50% discharge capacity).

도 2에 나타낸 것과 같이, LiSO3F 및 숙시노니트릴을 모두 포함하는 실시예 1 내지 5의 전해질을 포함하는 전지의 경우, 숙시노니트릴만을 포함하는 비교예 1의 전해질을 포함하는 전지에 비하여, DC-IR 변화율이 작게 나타났음을 알 수 있다. 특히, LiSO3F 함량이 1.0 중량% 내지 2.0 중량%인 실시예 3 내지 5의 경우, DC-IR 변화율이 매우 작게 나타났음을 알 수 있다.As shown in FIG. 2, in the case of the battery including the electrolyte of Examples 1 to 5 including both LiSO 3 F and succinonitrile, compared to the battery including the electrolyte of Comparative Example 1 including only succinonitrile, It can be seen that the DC-IR rate of change was small. In particular, in the case of Examples 3 to 5 in which the LiSO 3 F content is 1.0% to 2.0% by weight, it can be seen that the DC-IR change rate is very small.

이 결과로부터, 숙시노니트릴만을 전해질에 사용하는 경우에는, 고온 저장시 저항이 증가하는 반면, 숙시노니트릴과 LiSO3F를 전해질에 함께 사용하는 경우에는, 고온 저장시 저항 증가를 억제할 수 있음을 알 수 있다.From this result, when only succinonitrile is used in the electrolyte, the resistance increases during high temperature storage, whereas when succinonitrile and LiSO 3 F are used together in the electrolyte, the increase in resistance during high temperature storage can be suppressed. Can be seen.

* 용량 회복율 평가* Dose recovery rate evaluation

제조된 전지를 0.3C로 1회 충방전을 실시하여, 방전 용량을 측정하였다. 이어서, 얻어진 전지를 60일간 고온(60℃)에서 보관한 후, 0.3C로 1회 충방전을 실시하여, 방전 용량을 측정하였다. 고온 보관전 방전 용량에 대한, 60일 보관 후, 방전 용량비를 구하여, 그 결과를 용량 회복율(recovery capacity)로, 도 3에 나타내었다. The prepared battery was charged and discharged once at 0.3C, and the discharge capacity was measured. Subsequently, the obtained battery was stored at a high temperature (60°C) for 60 days, and then charged and discharged once at 0.3C, and the discharge capacity was measured. The ratio of the discharge capacity to the discharge capacity before high temperature storage and after storage for 60 days was calculated, and the result is shown in FIG. 3 as a capacity recovery capacity.

도 3에 나타낸 것과 같이, 실시예 1 내지 5의 전해질을 사용한 전지의 용량 회복율은 비교예 1보다 우수함을 알 수 있다.As shown in FIG. 3, it can be seen that the capacity recovery rate of the batteries using the electrolytes of Examples 1 to 5 is superior to that of Comparative Example 1.

(실시예 6)(Example 6)

1.5M LiPF6를 에틸렌 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트 및 디메틸 카보네이트의 혼합 용매(2:1:7 부피비)에 첨가하고, 이 혼합물 100 중량%에 플루오로에틸렌 카보네이트 10 중량%, LiBF4 0.2 중량%, 리튬 비스옥살레이트 보레이트 1 중량%, LiPO2F2 1.5 중량%, LiSO3F 2.0 중량% 및 숙시노니트릴 0.25 중량%를 첨가하여 리튬 이차 전지용 전해질을 제조하였다. 1.5M LiPF 6 was added to a mixed solvent of ethylene carbonate, ethylmethyl carbonate and dimethyl carbonate (2:1:7 by volume), and to 100% by weight of this mixture For lithium secondary batteries by adding 10% by weight of fluoroethylene carbonate, 0.2% by weight of LiBF 4 , 1% by weight of lithium bisoxalate borate, 1.5% by weight of LiPO 2 F 2 , 2.0% by weight of LiSO 3 F and 0.25% by weight of succinonitrile The electrolyte was prepared.

(실시예 7)(Example 7)

숙시노니트릴 함량을 0.5 중량%로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 리튬 이차 전지용 전해질을 제조하였다. An electrolyte for a lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1, except that the succinonitrile content was changed to 0.5% by weight.

(실시예 8)(Example 8)

숙시노니트릴 함량을 1 중량%로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 리튬 이차 전지용 전해질을 제조하였다. An electrolyte for a lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1, except that the succinonitrile content was changed to 1% by weight.

(실시예 9)(Example 9)

숙시노니트릴 함량을 1.5 중량%로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 리튬 이차 전지용 전해질을 제조하였다. An electrolyte for a lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1, except that the succinonitrile content was changed to 1.5% by weight.

* 전지 제조* Battery manufacturing

LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 양극 활물질 96 중량%, 케첸 블랙 도전재 2 중량% 및 폴리비닐리덴 플루오라이드 2 중량%를 N-메틸피롤리돈 용매 중에서 혼합하여 양극활물질 슬러리를 제조하였다. 상기 양극 활물질 슬러리를 알루미늄박에 코팅, 건조 및 압연하여 양극을 제조하였다.LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 96 wt% of a cathode active material, 2 wt% of Ketjen Black conductive material, and 2 wt% of polyvinylidene fluoride were mixed in an N-methylpyrrolidone solvent to prepare a cathode active material slurry. The positive electrode active material slurry was coated on an aluminum foil, dried, and rolled to prepare a positive electrode.

흑연 음극 활물질 96 중량%, 케첸 블랙 도전재 2 중량% 및 폴리비닐리덴 플루오라이드 2 중량%를 N-메틸피롤리돈 용매 중에서 혼합하여 음극활물질 슬러리를 제조하였다. 상기 음극 활물질 슬러리를 구리박에 코팅, 건조 및 압연하여 음극을 제조하였다.A negative electrode active material slurry was prepared by mixing 96% by weight of a graphite negative active material, 2% by weight of a Ketjen Black conductive material, and 2% by weight of polyvinylidene fluoride in an N-methylpyrrolidone solvent. The negative active material slurry was coated on copper foil, dried, and rolled to prepare a negative electrode.

제조된 양극, 음극 및 상기 실시예 6 내지 9에 따라 제조된 전해질을 이용하여, 통상의 방법으로 리튬 이차 전지를 제조하였다. 이때 전해액 주액량은 5.8g을 사용하였다. Using the prepared positive electrode, negative electrode, and electrolytes prepared according to Examples 6 to 9, a lithium secondary battery was manufactured by a conventional method. At this time, the amount of electrolyte injected was 5.8g.

*직류내부저항(DC-IR: Direct current internal resistance)*Direct current internal resistance (DC-IR)

제조된 전지를 고온(60℃)에서 90일간 저장한 후, 직류내부저항(DC-IR)을 측정하여, 그 결과를 도 4에 나타내었다. After storing the prepared battery at high temperature (60°C) for 90 days, direct current internal resistance (DC-IR) was measured, and the results are shown in FIG. 4.

직류내부저항 측정은, 전지를 0.2C로 2회 화성 공정을 실시한 후, SOC 50% 방전(State of charge) 50% 방전(전지를 4.2V에서 충방전시, 전지 전체 충전 용량을 100%로 하였을 때, 50% 방전 용량이 되도록 방전한 상태)을 실시하면서 측정하였다. The DC internal resistance measurement was performed by performing the battery conversion process twice at 0.2C, and then discharging SOC 50% (State of charge) 50% (when charging and discharging the battery at 4.2V, the total charging capacity of the battery was 100% At this time, it was measured while carrying out the state of discharging to a 50% discharge capacity).

도 4에 나타낸 것과 같이, 숙시노니트릴의 함량이 증가할 수록 고온 저장시 DC-IR 변화율이 증가함을 알 수 있다.As shown in FIG. 4, it can be seen that as the content of succinonitrile increases, the DC-IR change rate increases during high temperature storage.

본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The present invention is not limited to the above embodiments, but may be manufactured in a variety of different forms, and a person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains to other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. It will be appreciated that it can be implemented with. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting.

Claims (7)

비수성 유기 용매;
리튬염;
LiSO3X(여기에서, X는 할로겐임)로 표현되는 제1 첨가제; 및
숙시노니트릴 제2 첨가제
를 포함하고,
상기 제1 첨가제의 함량은 상기 전해질 전체 중량에 대하여 0.5 중량% 내지 2 중량%이고,
상기 제2 첨가제의 함량은 상기 전해질 전체 중량에 대하여 0.25 중량% 이상, 1.5 중량% 미만인 리튬 이차 전지용 전해질.
Non-aqueous organic solvents;
Lithium salt;
A first additive represented by LiSO 3 X (wherein X is halogen); And
Succinonitrile second additive
Including,
The content of the first additive is 0.5% by weight to 2% by weight based on the total weight of the electrolyte,
The content of the second additive is 0.25% by weight or more and less than 1.5% by weight based on the total weight of the electrolyte.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 X는 F인 리튬 이차 전지용 전해질.
The method of claim 1,
Wherein X is F, an electrolyte for a lithium secondary battery.
제1항에 있어서,
상기 전해질은 LiBF4, 플루오로에틸렌 카보네이트, 리튬 비스옥살레이트 보레이트, LiPO2F2 또는 이들의 조합인 제3 첨가제를 더욱 포함하는 것인 리튬 이차 전지용 전해질.
The method of claim 1,
The electrolyte is LiBF 4 , fluoroethylene carbonate, lithium bisoxalate borate, LiPO 2 F 2 Or a lithium secondary battery electrolyte further comprising a third additive that is a combination thereof.
음극 활물질을 포함하는 음극;
양극 활물질을 포함하는 양극; 및
제1항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항의 전해질
을 포함하는 리튬 이차 전지.
A negative electrode including a negative active material;
A positive electrode including a positive electrode active material; And
The electrolyte of any one of claims 1, 4 and 5
Lithium secondary battery comprising a.
제6항에 있어서,
상기 양극 활물질은 하기 화학식 3으로 표현되는 것인 리튬 이차 전지.
[화학식 3]
LiaNixM1-xO2
(상기 화학식 3에서, 0.9 ≤ a ≤ 1.1, 0.5 ≤ x ≤ 0.93,
M은 Mn, Al, Co, Mg, Ba, B, La, Y, Ti, Zr, Mn, Si, V, P, Mo, W, F 또는 이들의 조합임.)
The method of claim 6,
The positive electrode active material is a lithium secondary battery represented by the following formula (3).
[Formula 3]
Li a Ni x M 1-x O 2
(In Formula 3, 0.9 ≤ a ≤ 1.1, 0.5 ≤ x ≤ 0.93,
M is Mn, Al, Co, Mg, Ba, B, La, Y, Ti, Zr, Mn, Si, V, P, Mo, W, F, or a combination thereof.)
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