KR102220332B1 - Functional electrolyte for lithium-ion battery and lithium-ion battery comprising the same - Google Patents

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KR102220332B1 KR1020180113129A KR20180113129A KR102220332B1 KR 102220332 B1 KR102220332 B1 KR 102220332B1 KR 1020180113129 A KR1020180113129 A KR 1020180113129A KR 20180113129 A KR20180113129 A KR 20180113129A KR 102220332 B1 KR102220332 B1 KR 102220332B1
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Abstract

본 발명은 리튬이온전지용 기능성 전해액 및 이를 포함하는 리튬이온전지에 관한 것으로, 유기 용매; 리튬(Li) 염; 및 첨가제를 포함하는 리튬이온전지용 기능성 전해액에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명은 상기 기능성 전해액에 포함되는 첨가제가 환원 분해되어, 음극 표면에 보호막을 형성함에 따라, 전해액의 분해 및 부반응을 감소시킬 수 있고, 음극 표면에 균일한 보호막을 형성하여 전해액과 음극과의 부반응을 효과적으로 억제하여, 탄소계 및 비탄소계 음극과 층상형 양극으로 구성된 리튬이온전지의 전기화학적 수명성능을 향상시킬 수 있는 기반을 제공할 수 있다.
The present invention relates to a functional electrolyte for a lithium ion battery and a lithium ion battery comprising the same, an organic solvent; Lithium (Li) salt; And it relates to a functional electrolyte for a lithium ion battery comprising an additive.
More specifically, according to the present invention, as the additive contained in the functional electrolyte is reduced and decomposed to form a protective film on the surface of the negative electrode, it is possible to reduce decomposition and side reactions of the electrolyte, and form a uniform protective film on the surface of the negative electrode to prevent the electrolyte and By effectively suppressing side reactions with the negative electrode, it is possible to provide a basis for improving the electrochemical life performance of a lithium ion battery composed of a carbon-based and non-carbon-based negative electrode and a layered positive electrode.

Description

리튬이온전지용 기능성 전해액 및 이를 포함하는 리튬이온전지{FUNCTIONAL ELECTROLYTE FOR LITHIUM-ION BATTERY AND LITHIUM-ION BATTERY COMPRISING THE SAME}Functional electrolyte for lithium-ion battery and lithium-ion battery containing the same {FUNCTIONAL ELECTROLYTE FOR LITHIUM-ION BATTERY AND LITHIUM-ION BATTERY COMPRISING THE SAME}

본 발명은 리튬이온전지용 기능성 전해액 및 이를 포함하는 리튬이온전지에 관한 것이다. 보다 구체적으로 전해액과 음극과의 부반응을 효과적으로 억제하여, 리튬이온전지의 전기화학적 성능을 향상시킬 수 있는 리튬이온전지용 기능성 전해액 및 이를 포함하는 리튬이온전지에 관한 것이다.The present invention relates to a functional electrolyte for a lithium ion battery and a lithium ion battery including the same. More specifically, it relates to a functional electrolyte for a lithium ion battery capable of effectively suppressing side reactions between an electrolyte and a negative electrode and improving the electrochemical performance of a lithium ion battery, and a lithium ion battery including the same.

최근 정보 통신 산업의 발전에 따라 전자 기기가 소형화, 경량화, 박형화 및 휴대화됨에 따라, 이러한 전자 기기의 전원으로 사용되는 전지의 고에너지 밀도화에 대한 요구가 높아지고 있다. 리튬이온전지는 이러한 요구를 가장 잘 충족시킬 수 있는 전지로서, 현재 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.With the recent development of the information and communication industry, as electronic devices become smaller, lighter, thinner, and portable, the demand for high energy density of batteries used as power sources of such electronic devices is increasing. Lithium-ion batteries are batteries that can best meet these needs, and research on them is currently being actively conducted.

통상 리튬이온전지는 작동 전압이 3.6 V 이상으로서, 니켈-카드뮴 전지 또는 니켈-수소 전지보다 3배 정도 높고, 에너지 밀도 및 수명 특성이 높다는 점에서 그 시장이 급속하게 증가하고 있다. 현재 주로 휴대폰과 노트북, 디지털 카메라, 캠코더 등 휴대용 전자기기 등에 폭 넓게 사용되고 있으며, 고용량 리튬이온전지의 응용을 통해 전기자동차, 하이브리드 자동차, 로봇 분야, 우주 및 항공분야 등의 분야로의 적용 연구가 활발히 진행 중 이다.In general, lithium-ion batteries have an operating voltage of 3.6 V or more, which is three times higher than that of nickel-cadmium batteries or nickel-hydrogen batteries, and the market is rapidly increasing in terms of high energy density and lifespan characteristics. Currently, it is widely used in portable electronic devices such as mobile phones, laptops, digital cameras, camcorders, etc., and through the application of high-capacity lithium-ion batteries, research is actively conducted in fields such as electric vehicles, hybrid vehicles, robots, space and aviation. Is in progress.

리튬이온전지는 리튬 함유 금속산화물을 포함하는 양극과, 리튬을 삽입(intercalation)하거나 탈리(deintercalation)할 수 있는 탄소 재료를 포함하는 음극, 리튬이온의 이동경로를 제공하는 전해질 그리고 양극과 음극 사이의 단락을 방지하는 세퍼레이터로 구성되는 전지로서, 리튬이온이 상기 양극과 음극에서 살입/탈리 될 때의 산화, 환원 반응에 의해 전기에너지를 생성한다.Lithium-ion batteries include a positive electrode containing a lithium-containing metal oxide, a negative electrode containing a carbon material capable of intercalation or deintercalation of lithium, an electrolyte providing a migration path for lithium ions, and between the positive electrode and the negative electrode. A battery comprising a separator that prevents short circuits, and generates electrical energy through oxidation and reduction reactions when lithium ions are killed/desorbed from the positive and negative electrodes.

상용화된 리튬이온전지의 음극으로 사용하는 탄소 소재의 한계용량을 극복하기 위해 높은 이론 용량(4200mAh/g)을 가지는 실리콘계 소재를 음극에 적용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. In order to overcome the limiting capacity of a carbon material used as a negative electrode of a commercially available lithium-ion battery, research is actively being conducted to apply a silicon-based material having a high theoretical capacity (4200mAh/g) to the negative electrode.

그러나 고용량의 실리콘계 음극 소재는 리튬과 화학적 결합 형성에 의해 심각한 부피 팽창을 동반하기 때문에 전극 내 전자 전달의 퍼콜레이션 루트(percolation route)를 파괴하여 집전체와 활물질간의 원활한 전기적 소통을 저해하는 문제가 있다.However, since the high-capacity silicon-based negative electrode material is accompanied by severe volume expansion due to the formation of a chemical bond with lithium, there is a problem that it destroys the percolation route of electron transfer in the electrode, thereby hindering smooth electrical communication between the current collector and the active material. .

또한, 심각한 부피팽창과 수축을 동반하는 전기화학적 충방전에 의해 실리콘 활물질 입자가 기계적으로 붕괴되어 전해액에 지속적으로 노출되는 문제가 있으며 이로 인하여 전해액의 비가역적인 분해반응이 발생하여 새로운 저항성 피막이 형성되고, 이러한 반응이 지속적으로 일어나게 되면 전지 내 전해액의 고갈을 유도하여 전지가 작동하지 않는 문제가 발생된다. In addition, there is a problem that silicon active material particles are mechanically disintegrated by electrochemical charging and discharging accompanied by severe volume expansion and contraction, resulting in an irreversible decomposition reaction of the electrolyte, resulting in a new resistive film. If such a reaction continues to occur, it induces depletion of the electrolyte in the battery, resulting in a problem that the battery does not operate.

최근에는 고용량 금속계 음극소재인 실리콘을 상용 음극에 사용되고 있는 흑연과 복합화하여 음극의 고용량화를 실현하고자 하는 연구개발이 진행되고 있으나 이러한 복합음극은 실리콘-전해액 계면과 흑연-전해액 계면과 같이 2가지 형태의 계면이 존재하기 때문에 단일 계면에서와는 달리 전해액 첨가제 설계가 복잡해지는 문제가 있다.Recently, research and development to realize a high capacity of the negative electrode by combining silicon, which is a high-capacity metal-based negative electrode material with graphite used in commercial negative electrodes, is in progress.However, these composite negative electrodes are in two types: silicon-electrolyte interface and graphite-electrolyte interface. Since the interface exists, there is a problem that the design of the electrolyte additive is complicated unlike in a single interface.

(특허 문헌 1) KR 10-0863887 B1(Patent Document 1) KR 10-0863887 B1

본 발명의 목적은 리튬이온전지용 기능성 전해액 및 이를 포함하는 리튬이온전지를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a functional electrolyte for a lithium ion battery and a lithium ion battery including the same.

본 발명의 다른 목적은 상기 기능성 전해액에 포함되는 첨가제가 환원 분해되어, 음극 표면에 보호막을 형성하여, 전해액의 분해 및 부반응을 감소시킬 수 있는 리튬이온전지용 기능성 전해액 및 이를 포함하는 리튬이온전지를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a functional electrolyte for a lithium ion battery capable of reducing decomposition and side reactions of the electrolyte by reducing and decomposing the additive contained in the functional electrolyte to form a protective film on the surface of the negative electrode, and to provide a lithium ion battery comprising the same. Is to do.

본 발명의 또 다른 목적은 전해액에 음곡 보호막 형성으로 인해, 실리콘계 고용량 금속 음극 사용하여, 전기화학적 성능이 향상된 리튬이온전지용 기능성 전해액 및 이를 포함하는 리튬이온전지를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a functional electrolyte for a lithium ion battery with improved electrochemical performance, and a lithium ion battery including the same, by using a silicon-based high-capacity metal anode due to the formation of a negative music protective film in the electrolyte.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬이온전지용 기능성 전해액은 유기 용매; 리튬(Li) 염; 및 하기 화학식 1로 이루어지는 화합물, 하기 화학식 2로 이루어지는 화합물, 하기 화학식 3로 이루어지는 화합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 첨가제를 포함할 수 있다:In order to achieve the above object, the functional electrolyte for a lithium ion battery according to an embodiment of the present invention includes an organic solvent; Lithium (Li) salt; And an additive selected from the group consisting of a compound consisting of the following Formula 1, a compound consisting of the following Formula 2, a compound consisting of the following Formula 3, and a mixture thereof:

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018094193605-pat00001
Figure 112018094193605-pat00001

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112018094193605-pat00002
Figure 112018094193605-pat00002

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112020090414408-pat00024
Figure 112020090414408-pat00024

여기서,here,

n 및 m은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수이며,n and m are the same as or different from each other, each independently an integer of 0 to 2,

R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬옥시기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시기로 이루어진 군으로부터 선택되며,R 1 and R 2 are the same as or different from each other, and each independently from the group consisting of an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, an alkyloxy group having 1 to 10 carbon atoms, and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms Is selected,

R3 내지 R6은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬옥시기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시기로 이루어진 군으로부터 선택되며,R 3 to R 6 are the same or different from each other, and each independently from the group consisting of an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, an alkyloxy group having 1 to 10 carbon atoms, and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms Is selected,

상기 R1 내지 R6의 알킬기, 아릴기, 알킬옥시기 및 아릴옥시기는 수소, 중수소, 할로겐기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 2 내지 10의 알케닐기, 탄소수 2 내지 10의 알키닐기, 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 10개의 헤테로시클로알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 핵원자수 5 내지 20개의 헤테로아릴기, 플루오렌기, 스피로 플루오렌기, 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 60의 아릴실릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬옥시기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환된다.The alkyl group, aryl group, alkyloxy group and aryloxy group of R 1 to R 6 are hydrogen, deuterium, halogen group, alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms, carbon number A cycloalkyl group of 3 to 10, a heterocycloalkyl group of 3 to 10 nuclear atoms, an aryl group of 6 to 20 carbon atoms, a heteroaryl group of 5 to 20 nuclear atoms, a fluorene group, a spiro fluorene group, 1 to 30 carbon atoms Unsubstituted or substituted with one or more substituents selected from the group consisting of an alkylsilyl group, an arylsilyl group having 6 to 60 carbon atoms, an alkyloxy group having 1 to 10 carbon atoms, and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms.

상기 리튬(Li) 염은 LiPF6, LiClO4, LiBF4, LiFSI, LiTFSI, LiSO3CF3, LiBOB, LiFOB, LiDFBP, LiTFOP, LiPO2F2 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.The lithium (Li) salt may be selected from the group consisting of LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiFSI, LiTFSI, LiSO 3 CF 3 , LiBOB, LiFOB, LiDFBP, LiTFOP, LiPO 2 F 2 and mixtures thereof.

상기 유기 용매는 카보네이트계, 에스테르계, 에테르계, 케톤계 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.The organic solvent may be selected from the group consisting of carbonate-based, ester-based, ether-based, ketone-based, and mixtures thereof.

상기 리튬(Li) 염은 0.1 내지 3M 농도이다.The lithium (Li) salt has a concentration of 0.1 to 3M.

상기 첨가제는 전해액 중량을 기준으로 0.1 내지 10 중량%로 포함될 수 있다.The additive may be included in an amount of 0.1 to 10% by weight based on the weight of the electrolyte.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 리튬이온전지는 전지 리튬이온을 가역적으로 삽입 및 탈리할 수 있는 양극 활물질을 포함하는 양극; 상기 전지 리튬이온을 가역적으로 삽입 및 탈리 할 수 있는 음극 활물질을 포함하는 음극; 상기 양극 및 음극 사이에서 결합되어 단락을 방지하는 세퍼레이터; 및 상기 전해액을 포함할 수 있다.A lithium ion battery according to another embodiment of the present invention includes a positive electrode including a positive electrode active material capable of reversibly inserting and desorbing battery lithium ions; A negative electrode including a negative active material capable of reversibly inserting and desorbing lithium ions from the battery; A separator coupled between the anode and the cathode to prevent a short circuit; And the electrolyte solution.

상기 음극 활물질은 흑연, 실리콘-흑연 복합체, 실리콘, 니켈, 게르마늄, 및 티타늄으로어진 군으로부터 선택된 단일상 또는 이들의 합금상이다.The negative active material is a single phase selected from the group consisting of graphite, a silicon-graphite composite, silicon, nickel, germanium, and titanium, or an alloy phase thereof.

상기 세퍼레이터는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리올레핀의 고분자막 또는 이들의 다중막, 미세다공성 필름, 직포 및 부직포로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.The separator may be selected from the group consisting of a polymer membrane of polyethylene, polypropylene, or polyolefin, or a multilayer thereof, a microporous film, a woven fabric, and a nonwoven fabric.

상기 양극 활물질은 LiCo1 - XNiXO2(0.01<X<1)일 수 있다.The positive active material may be LiCo 1 - X Ni X O 2 (0.01<X<1).

본 발명에서 “할로겐기”는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드이다.In the present invention, the "halogen group" is fluorine, chlorine, bromine or iodine.

본 발명에서 “알킬”은 탄소수 1 내지 40개의 직쇄 또는 측쇄의 포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In the present invention, “alkyl” refers to a monovalent substituent derived from a linear or branched saturated hydrocarbon having 1 to 40 carbon atoms. Examples thereof include, but are not limited to, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, iso-amyl, hexyl, and the like.

본 발명에서 “알케닐(alkenyl)”은 탄소-탄소 이중 결합을 1개 이상 가진 탄소수 2 내지 40개의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 비닐(vinyl), 알릴(allyl), 이소프로펜일(isopropenyl), 2-부텐일(2-butenyl) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In the present invention, "alkenyl" refers to a monovalent substituent derived from a straight or branched unsaturated hydrocarbon having 2 to 40 carbon atoms having at least one carbon-carbon double bond. Examples thereof include vinyl (vinyl), allyl (allyl), isopropenyl (isopropenyl), 2-butenyl (2-butenyl), and the like, but is not limited thereto.

본 발명에서“알키닐(alkynyl)”은 탄소-탄소 삼중 결합을 1개 이상 가진 탄소수 2 내지 40개의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 에티닐(ethynyl), 2-프로파닐(2-propynyl) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In the present invention, "alkynyl" refers to a monovalent substituent derived from a straight or branched unsaturated hydrocarbon having 2 to 40 carbon atoms having at least one carbon-carbon triple bond. Examples thereof include, but are not limited to, ethynyl and 2-propynyl.

본 발명에서 “아릴”은 단독 고리 또는 2이상의 고리가 조합된 탄소수 6 내지 60개의 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태도 포함될 수 있다. 이러한 아릴의 예로는 페닐, 나프틸, 페난트릴, 안트릴, 다이메틸플루오레닐 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In the present invention, "aryl" refers to a monovalent substituent derived from an aromatic hydrocarbon having 6 to 60 carbon atoms in which a single ring or two or more rings are combined. In addition, a form in which two or more rings are simply attached to each other or condensed may be included. Examples of such aryl include phenyl, naphthyl, phenanthryl, anthryl, dimethylfluorenyl, and the like, but are not limited thereto.

본 발명에서 “헤테로아릴”은 탄소수 6 내지 30개의 모노헤테로사이클릭 또는 폴리헤테로사이클릭 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이때, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, S 또는 Se와 같은 헤테로원자로 치환된다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태도 포함될 수 있고, 나아가 아릴기와의 축합된 형태도 포함될 수 있다. 이러한 헤테로아릴의 예로는 피리딜, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 트리아지닐과 같은 6-원자 모노사이클릭 고리, 페녹사티에닐(phenoxathienyl), 인돌리지닐(indolizinyl), 인돌릴(indolyl), 퓨리닐(purinyl), 퀴놀릴(quinolyl), 벤조티아졸(benzothiazole), 카바졸릴(carbazolyl)과 같은 폴리사이클릭 고리 및 2-퓨라닐, N-이미다졸릴, 2-이속사졸릴, 2-피리디닐, 2-피리미디닐 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In the present invention, "heteroaryl" refers to a monovalent substituent derived from a monoheterocyclic or polyheterocyclic aromatic hydrocarbon having 6 to 30 carbon atoms. At this time, one or more carbons, preferably 1 to 3 carbons in the ring are substituted with heteroatoms such as N, O, S or Se. In addition, a form in which two or more rings are simply attached to each other or condensed may be included, and further, a form condensed with an aryl group may be included. Examples of such heteroaryl include 6-membered monocyclic rings such as pyridyl, pyrazinyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, and triazinyl, phenoxathienyl, indolizinyl, indolyl ( indolyl), purinyl, quinolyl, benzothiazole, polycyclic rings such as carbazolyl and 2-furanyl, N-imidazolyl, 2-isoxazolyl , 2-pyridinyl, 2-pyrimidinyl, and the like, but are not limited thereto.

본 발명에서 “아릴옥시”는 RO-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R은 탄소수 6 내지 60개의 아릴을 의미한다. 이러한 아릴옥시의 예로는 페닐옥시, 나프틸옥시, 디페닐옥시 등을 들 수 있으며, 할로겐기, 할로겐기로 치환된 알킬기로 치환되는 구조를 포함할 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.In the present invention, “aryloxy” is a monovalent substituent represented by RO-, and R means an aryl having 6 to 60 carbon atoms. Examples of such aryloxy include phenyloxy, naphthyloxy, diphenyloxy, and the like, and may include a structure substituted with a halogen group or an alkyl group substituted with a halogen group, but are not limited thereto.

본 발명에서 “알킬옥시”는 R'O-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R'는 탄소수 1 내지 40개의 알킬을 의미하며, 직쇄(linear), 측쇄(branched) 또는 사이클릭(cyclic) 구조를 포함할 수 있다. 알킬옥시의 예로는 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 1-프로폭시, t-부톡시, n-부톡시, 펜톡시 등을 들 수 있으며, 할로겐기, 할로겐기로 치환된 알킬기로 치환되는 구조를 포함할 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.In the present invention, "alkyloxy" is a monovalent substituent represented by R'O-, wherein R'refers to alkyl having 1 to 40 carbon atoms, and has a linear, branched or cyclic structure It may include. Examples of alkyloxy include methoxy, ethoxy, n-propoxy, 1-propoxy, t-butoxy, n-butoxy, pentoxy, and the like, and substituted with a halogen group or an alkyl group substituted with a halogen group. It may include a structure, but is not limited thereto.

본 발명에서 “알콕시”는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 20인 것이 바람직하다. 구체적으로, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, i-프로필옥시, n-부톡시, 이소부톡시, tert-부톡시, sec-부톡시, n-펜틸옥시, 네오펜틸옥시, 이소펜틸옥시, n-헥실옥시, 3,3-디메틸부틸옥시, 2-에틸부틸옥시, n-옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시, 벤질옥시, p-메틸벤질옥시 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, "alkoxy" may be a straight chain, branched chain or cyclic chain. Although the number of carbon atoms of the alkoxy is not particularly limited, it is preferably 1 to 20 carbon atoms. Specifically, methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy, i-propyloxy, n-butoxy, isobutoxy, tert-butoxy, sec-butoxy, n-pentyloxy, neopentyloxy, Isopentyloxy, n-hexyloxy, 3,3-dimethylbutyloxy, 2-ethylbutyloxy, n-octyloxy, n-nonyloxy, n-decyloxy, benzyloxy, p-methylbenzyloxy, etc. May be, but is not limited thereto.

본 발명에서 “시클로알킬”은 탄소수 3 내지 40개의 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이러한 사이클로알킬의 예로는 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 노르보닐(norbornyl), 아다만틸(adamantyl) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In the present invention, “cycloalkyl” refers to a monovalent substituent derived from a monocyclic or polycyclic non-aromatic hydrocarbon having 3 to 40 carbon atoms. Examples of such cycloalkyl include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, norbornyl, adamantyl, and the like, but are not limited thereto.

본 발명에서 “헤테로시클로알킬”은 탄소수 3 내지 40개의 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미하며, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, S 또는 Se와 같은 헤테로 원자로 치환된다. 이러한 헤테로시클로알킬의 예로는 모르폴린, 피페라진 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In the present invention, "heterocycloalkyl" refers to a monovalent substituent derived from a non-aromatic hydrocarbon having 3 to 40 carbon atoms, and at least one carbon in the ring, preferably 1 to 3 carbons, is N, O, S or Se Is substituted with a hetero atom such as. Examples of such heterocycloalkyl include, but are not limited to, morpholine and piperazine.

본 발명에서 “알킬실릴”은 탄소수 1 내지 40개의 알킬로 치환된 실릴이고, “아릴실릴”은 탄소수 6 내지 60개의 아릴로 치환된 실릴을 의미한다.In the present invention, “alkylsilyl” refers to silyl substituted with alkyl having 1 to 40 carbon atoms, and “arylsilyl” refers to silyl substituted with aryl having 6 to 60 carbon atoms.

본 발명에서 “축합고리”는 축합 지방족 고리, 축합 방향족 고리, 축합 헤테로지방족 고리, 축합 헤테로방향족 고리 또는 이들의 조합된 형태를 의미한다.In the present invention, "condensed ring" means a condensed aliphatic ring, a condensed aromatic ring, a condensed heteroaliphatic ring, a condensed heteroaromatic ring, or a combination thereof.

본 발명에서 “인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성한다”는 것은 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 지방족 헤테로고리; 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로고리; 또는 이들의 축합고리를 형성하는 것을 의미한다.In the present invention,  “adjacent   groups are bonded to each other to form a ring” means  adjacent   groups are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted aliphatic hydrocarbon ring; A substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring; Substituted or unsubstituted aliphatic heterocycle; Substituted or unsubstituted aromatic heterocycle; Or it means to form a condensed ring of these.

본 발명에서 "치환"은 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치 즉, 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.In the present invention, "substitution" means that the hydrogen atom bonded to the carbon atom of the compound is replaced with another substituent, and the position to be substituted is not limited as long as the position at which the hydrogen atom is substituted, that is, the position where the substituent can be substituted, and when two or more are substituted , Two or more substituents may be the same or different from each other.

이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

도 1에서 보여지는 바와 같이 리튬전지(1)는 양극(3), 음극(2) 및 세퍼레이터(4)를 포함한다. 상술한 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 리튬전지(1)가 완성된다. 상기 전지케이스(5)는 원통형, 각형, 박막형 등일 수 있다. 예를 들어, 상기 리튬전지(1)는 박막형전지일 수 있다. 상기 리튬전지(1)는 리튬이온전지일 수 있다. As shown in FIG. 1, the lithium battery 1 includes a positive electrode 3, a negative electrode 2, and a separator 4. The positive electrode 3, the negative electrode 2 and the separator 4 described above 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 lithium battery 1. The battery case 5 may be cylindrical, rectangular, thin-film, or the like. For example, the lithium battery 1 may be a thin film type battery. The lithium battery 1 may be a lithium ion battery.

본 발명의 일 실시예에 따른 리튬이온전지용 기능성 전해액은 유기 용매; 리튬(Li) 염; 및 하기 화학식 1로 이루어지는 화합물, 하기 화학식 2로 이루어지는 화합물, 하기 화학식 3로 이루어지는 화합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 첨가제를 포함할 수 있다:The functional electrolyte for a lithium ion battery according to an embodiment of the present invention includes an organic solvent; Lithium (Li) salt; And an additive selected from the group consisting of a compound consisting of the following Formula 1, a compound consisting of the following Formula 2, a compound consisting of the following Formula 3, and a mixture thereof:

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018094193605-pat00004
Figure 112018094193605-pat00004

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112018094193605-pat00005
Figure 112018094193605-pat00005

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112020090414408-pat00025
Figure 112020090414408-pat00025

여기서,here,

n 및 m은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수이며,n and m are the same as or different from each other, each independently an integer of 0 to 2,

R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬옥시기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시기로 이루어진 군으로부터 선택되며,R 1 and R 2 are the same as or different from each other, and each independently from the group consisting of an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, an alkyloxy group having 1 to 10 carbon atoms, and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms Is selected,

R3 내지 R6은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬옥시기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시기로 이루어진 군으로부터 선택되며,R 3 to R 6 are the same or different from each other, and each independently from the group consisting of an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, an alkyloxy group having 1 to 10 carbon atoms, and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms Is selected,

상기 R1 내지 R6의 알킬기, 아릴기, 알킬옥시기 및 아릴옥시기는 수소, 중수소, 할로겐기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 2 내지 10의 알케닐기, 탄소수 2 내지 10의 알키닐기, 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 10개의 헤테로시클로알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 핵원자수 5 내지 20개의 헤테로아릴기, 플루오렌기, 스피로 플루오렌기, 탄소수 1 내지 30의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 60의 아릴실릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬옥시기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환된다.The alkyl group, aryl group, alkyloxy group and aryloxy group of R 1 to R 6 are hydrogen, deuterium, halogen group, alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms, carbon number A cycloalkyl group of 3 to 10, a heterocycloalkyl group of 3 to 10 nuclear atoms, an aryl group of 6 to 20 carbon atoms, a heteroaryl group of 5 to 20 nuclear atoms, a fluorene group, a spiro fluorene group, 1 to 30 carbon atoms Unsubstituted or substituted with one or more substituents selected from the group consisting of an alkylsilyl group, an arylsilyl group having 6 to 60 carbon atoms, an alkyloxy group having 1 to 10 carbon atoms, and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms.

상기 첨가제는 음극 표면에 균일한 보호막을 형성하여, 전해액과 음극과의 부반응을 효과적으로 억제할 수 있다. 이러한 효과로 인해, 탄소계 및 비탄소계 음극과 층상형 양극으로 구성된 리튬이온전지의 전기화학적 수명 성능을 향상시킬 수 있는 기반을 제공할 수 있다. The additive forms a uniform protective film on the surface of the negative electrode, so that side reactions between the electrolyte and the negative electrode can be effectively suppressed. Due to this effect, it is possible to provide a basis for improving the electrochemical life performance of a lithium ion battery composed of a carbon-based and non-carbon-based negative electrode and a layered positive electrode.

상기 첨가제는 보다 구체적으로 하기 화학식 4 내지 10로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 어느 하나 이상 포함될 수 있다:The additive may be more specifically included any one or more from the group consisting of compounds represented by the following formulas 4 to 10:

[화학식 4][Formula 4]

Figure 112018094193605-pat00007
Figure 112018094193605-pat00007

[화학식 5][Formula 5]

Figure 112018094193605-pat00008
Figure 112018094193605-pat00008

[화학식 6][Formula 6]

Figure 112018094193605-pat00009
Figure 112018094193605-pat00009

[화학식 7][Formula 7]

Figure 112018094193605-pat00010
Figure 112018094193605-pat00010

[화학식 8][Formula 8]

Figure 112018094193605-pat00011
Figure 112018094193605-pat00011

[화학식 9][Formula 9]

Figure 112018094193605-pat00012
Figure 112018094193605-pat00012

[화학식 10][Formula 10]

Figure 112020090414408-pat00026
Figure 112020090414408-pat00026

여기서,here,

o, p 및 q은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 0 내지 10의 정수이다.o, p and q are the same as or different from each other, and each independently an integer of 0 to 10.

상기 첨가제는 전해액 중량을 기준으로 0.1 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 상기 첨가제를 0.1 중량% 미만으로 포함할 경우에는 음극 표면에 보호막 형성이 어려워, 전해액의 분해 및 부반응을 감소시키는 효과가 미비한 문제가 발생하며, 10 중량%를 초과하는 경우, 상기 첨가제와 전해액과의 부반응으로 인해 발생되는 불순물로 인해 전지의 수명 성능이 저하될 수 있다.The additive may be included in an amount of 0.1 to 10% by weight based on the weight of the electrolyte. If the additive is included in an amount of less than 0.1% by weight, it is difficult to form a protective film on the surface of the negative electrode, and the effect of reducing the decomposition and side reactions of the electrolyte solution is insufficient, and when it exceeds 10% by weight, the additive and the electrolyte solution Impurities generated due to side reactions may deteriorate battery life performance.

상기 리튬 염은 LiPF6, LiClO4, LiBF4, LiFSI, LiTFSI, LiSO3CF3, LiBOB, LiFOB, LiDFBP, LiTFOP, LiPO2F2 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 LiPF6이지만, 상기 예시에 국한되지 않고, 전해액에 사용 가능한 리튬 염은 모두 사용 가능하다. The lithium salt is selected from the group consisting of LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiFSI, LiTFSI, LiSO 3 CF 3 , LiBOB, LiFOB, LiDFBP, LiTFOP, LiPO 2 F 2 and mixtures thereof, preferably LiPF 6 However, it is not limited to the above example, and any lithium salt that can be used in the electrolytic solution can be used.

상기 리튬(Li) 염은 0.1 내지 3M 농도이며, 상기 리튬 염의 농도 범위가 0.1 M 미만인 경우에는 전해질의 농도가 낮아서 전해질 성능이 떨어지고, 3 M을 초과하는 경우에는 전해질의 점도가 증가하여 리튬 이온의 이동성이 감소하고 저온성능도 저하되는 문제가 발생할 수 있다.The lithium (Li) salt has a concentration of 0.1 to 3M, and when the concentration range of the lithium salt is less than 0.1 M, the concentration of the electrolyte is low, so that the electrolyte performance is degraded, and when it exceeds 3 M, the viscosity of the electrolyte increases. Mobility may decrease and low-temperature performance may be deteriorated.

상기 유기 용매는 카보네이트계, 에스테르계, 에테르계, 케톤계 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 카보네이트계 유기 용매이며, 더 바람직하게는 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 에틸메틸카보네이트(EMC), 디메틸카보네이트(DMC), 디에틸카보네이트(DEC), 플루오로에틸렌카보네이트(FEC), 메틸프로필카보네이트(MPC), 에틸프로필카보네이트(EPC), 메틸에틸 카보네이트(MEC), 부틸렌카보네이트(BC) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 상기 예시에 국한되지 않고, 당업자가 쉽게 선택 가능한 유기 용매는 모두 사용 가능하다.The organic solvent is selected from the group consisting of carbonate-based, ester-based, ether-based, ketone-based, and mixtures thereof, preferably carbonate-based organic solvent, more preferably ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC) , Ethyl methyl carbonate (EMC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), fluoroethylene carbonate (FEC), methyl propyl carbonate (MPC), ethyl propyl carbonate (EPC), methyl ethyl carbonate (MEC), It may be selected from the group consisting of butylene carbonate (BC) and mixtures thereof, and is not limited to the above example, and any organic solvent that can be easily selected by those skilled in the art may be used.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 리튬이온전지는 전지 리튬이온을 가역적으로 삽입 및 탈리할 수 있는 양극 활물질을 포함하는 양극; 상기 전지 리튬이온을 가역적으로 삽입 및 탈리 할 수 있는 음극 활물질을 포함하는 음극; 상기 양극 및 음극 사이에서 결합되어 단락을 방지하는 세퍼레이터; 및 상기 전해액을 포함할 수 있다.A lithium ion battery according to another embodiment of the present invention includes a positive electrode including a positive electrode active material capable of reversibly inserting and desorbing battery lithium ions; A negative electrode including a negative active material capable of reversibly inserting and desorbing lithium ions from the battery; A separator coupled between the anode and the cathode to prevent a short circuit; And the electrolyte solution.

상기 음극 활물질은 흑연, 실리콘-흑연 복합체, 실리콘, 니켈, 게르마늄, 및 티타늄으로어진 군으로부터 선택된 단일상 또는 이들의 합금상이며, 바람직하게는 실리콘계 금속이며, 보다 바람직하게는 실리콘 단일상 또는 실리콘 나노 튜브일 수 있다. The negative electrode active material is a single phase selected from the group consisting of graphite, silicon-graphite composite, silicon, nickel, germanium, and titanium, or an alloy thereof, preferably a silicon-based metal, and more preferably silicon   single phase or   silicon   nano It can be a tube.

이때, 상기 실리콘 단일상은 충전시 리튬과의 합금을 형성하였다가 방전시 리튬을 내어놓고 원래의 실리콘 단일상으로 돌아가는 가역적 전기화학 반응을 용이하게 수행할 수 있다. At this time, the   silicon   single phase can easily perform a reversible electrochemical reaction in which an alloy with lithium is formed during charging, and then lithium is released when discharging, and returns to the original   silicon   single phase.

또한, 상기 미세 구조의 실리콘 나노 튜브는 전체적인 음극 활물질의 부피 변화가 크지 않기 때문에 음극 활물질의 사이클 수명 특성이 향상되는 효과를 가져 올 수 있다.In addition, since the microstructured   silicon   nanotube does not have a large change in the volume of the overall   cathode   active material, the cycle life characteristics of the   cathode   active material may be improved.

이와 같이 상기 실리콘 단일상 또는 실리콘 나노 튜브를 포함하는 음극 활물질은 리튬 이차 전지의 충방전시에 활물질의 큰 부피 변화로 인한 미분화 및 전기적 탈리가 크게 줄어들어 보다 우수한 사이클 수명 특성 또는 용량 유지율을 나타낼 수 있다. As described above, the   cathode   active material including the silicon   single phase or   silicon   nanotubes can show more excellent cycle life characteristics or capacity retention by significantly reducing micronization and electrical desorption due to a large volume change of the active material during charge and discharge of a lithium secondary battery .

또한, 상기 실리콘 나노 튜브는 그 구조적인 특성상 그 내면 및 외면에 걸쳐 전해액과 접촉하는 면적이 커서 이러한 넓은 표면적에 걸쳐 리튬의 삽입 및 탈리가 활발히 일어날 수 있다.In addition, the   silicon   nanotube has a large area in contact with the electrolyte over its inner and outer surfaces due to its structural characteristics, so that lithium insertion and desorption may occur actively over such a large surface area.

상기 세퍼레이터는 양극 및 음극 사이에 단락을 방지하기 위해 포함되며, 보다 구체적으로, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리올레핀의 고분자막 또는 이들의 다중막, 미세다공성 필름, 직포 및 부직포로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 사용할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않고, 당업자가 세퍼레이터로 쉽게 사용 가능한 것은 제한없이 모두 사용 할 수 있다. The separator is included to prevent a short circuit between the positive electrode and the negative electrode, and more specifically, a polymer film of polyethylene, polypropylene or polyolefin, or a multilayer thereof, a microporous film, may be selected from the group consisting of a woven fabric and a nonwoven fabric. , It is not limited to the above example, and any one of ordinary skill in the art that can easily be used as a separator can be used without limitation.

상기 양극 활물질은 LiCo1 - XNiXO2(0.01<X<1)이며, 보다 구체적으로 LiCo0.95Ni0.05O2(LCNO)이지만, 상기 예시에 국한되지 않고, 당업자가 양극 활물질로 쉽게 사용 가능한 것은 제한없이 모두 사용 할 수 있다.The positive electrode active material is LiCo 1 - X Ni X O 2 (0.01<X<1), and more specifically LiCo 0.95 Ni 0.05 O 2 (LCNO), but is not limited to the above example, and those skilled in the art can easily use it as a positive electrode active material. Anything can be used without limitation.

본 발명의 리튬이온전지용 기능성 전해액에 의하면, 리튬이온전지 내의 기능성 전해액에 포함되는 첨가제가 환원 분해되어, 음극 표면에 보호막을 형성함에 따라, 전해액의 분해 및 부반응을 감소시킬 수 있다.According to the functional electrolyte for a lithium-ion battery of the present invention, additives included in the functional electrolyte in the lithium-ion battery are reduced and decomposed to form a protective film on the surface of the negative electrode, thereby reducing decomposition and side reactions of the electrolyte.

또한, 음극 표면에 균일한 보호막을 형성하여 전해액과 음극과의 부반응을 효과적으로 억제하여, 탄소계 및 비탄소계 음극과 층상형 양극으로 구성된 리튬이온전지의 전기화학적 수명성능을 향상시킬 수 있는 기반을 제공할 수 있다.In addition, by forming a uniform protective film on the surface of the negative electrode, it effectively suppresses side reactions between the electrolyte and the negative electrode, providing a basis for improving the electrochemical life performance of a lithium-ion battery composed of a carbon-based and non-carbon-based negative electrode and a layered positive electrode. can do.

도 1은 리튬이온전지의 구조에 관한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예 1 및 비교에 1에 따른 LCNO 양극/실리콘 합금 음극으로 구성된 리튬이온전지의 상온 수명 특성에 관한 것이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예 2 및 비교에 1에 따른 LCNO 양극/실리콘 합금 음극으로 구성된 리튬이온전지의 상온 수명 특성에 관한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예 3 내지 4 및 비교에 2에 따른 LCNO 양극/실리콘 합금 음극으로 구성된 리튬이온전지의 상온 수명 특성에 관한 것이다.
1 is a diagram illustrating the structure of a lithium ion battery.
FIG. 2 relates to room temperature life characteristics of a lithium ion battery composed of an LCNO anode/silicon alloy anode according to Example 1 and Comparative 1 of the present invention.
Figure 3 relates to the room temperature life characteristics of a lithium ion battery composed of an LCNO positive electrode / silicon alloy negative electrode according to Example 2 and Comparative 1 of the present invention.
Figure 4 relates to the room temperature life characteristics of a lithium ion battery composed of an LCNO positive electrode / silicon alloy negative electrode according to Examples 3 to 4 and Comparative 2 of the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein.

[[ 제조예Manufacturing example : 유기전해액의 제조] : Preparation of organic electrolyte]

기준 전해액 (Ref)의 제조Preparation of reference electrolyte (Ref)

유기 용매로서 에틸렌 카보네이트 (ethylene carbonate, EC), 에틸 메틸 카보네이트(ethyl methyl carbonate, EMC), 및 디에틸 카보네이트 (diethyl catbonate, DEC)를 2:5:3(EC:EMC:DEC)의 부피비로 혼합한 카보네이트계 용매를 준비하였다.Mixing ethylene carbonate (EC), ethyl methyl carbonate (EMC), and diethyl carbonate (DEC) as an organic solvent in a volume ratio of 2:5:3 (EC:EMC:DEC) One carbonate-based solvent was prepared.

또한, 상기 리튬염으로서 리튬 헥사플루오로포스페이트(Lithium hexafluorophosphate, LiPF6)를 사용하고, 상기 유기 용매에 대한 상기 리튬염의 몰 농도가 1.3 M이 되도록 용해시켜, 기준 전해액 (Ref)을 제조하였다.In addition, lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) was used as the lithium salt and dissolved so that the molar concentration of the lithium salt in the organic solvent was 1.3 M, thereby preparing a reference electrolyte (Ref).

양극의 제조Manufacture of anode

양극 활물질(LiNi0 . 05Co0 . 95O2), 바인더(PVDF) 및 도전재를 91.5:4:5.5의 중량 비율로 혼합하여 N-메틸-2-피롤리돈(n-methyl-2-pyrrolidone, NMP) 용매에 투입한 후 기계식 교반기에서 혼합하여 양극활물질 슬러리를 제조하였다.The positive electrode active material (.. LiNi 0 05 Co 0 95 O 2), the binder (PVDF) and a conductive material to 91.5: 4: 5.5 were mixed at a weight ratio of N- methyl-2-pyrrolidone (n-methyl-2- pyrrolidone, NMP) was added to a solvent and mixed in a mechanical stirrer to prepare a positive electrode active material slurry.

상기 슬러리를 알루미늄(Al) 집전체에 고르게 도포한 후, 롤프레스에서 압착한 뒤, 110℃ 진공 오븐에서 2시간 진공 건조하여 양극을 제조하였다. 상기 양극의 3.5 g/cc의 전극 밀도를 가졌으며, 15.0 mg/cm2의 로딩양을 가졌다.The slurry was evenly coated on an aluminum (Al) current collector, pressed with a roll press, and vacuum dried in a vacuum oven at 110° C. for 2 hours to prepare a positive electrode. The positive electrode had an electrode density of 3.5 g/cc, and a loading amount of 15.0 mg/cm 2.

음극의 제작Fabrication of the cathode

음극 활물질(실리콘합금-흑연 복합 음극재), 바인더(SBR+CMC) 및 도전재를 96.3:1:2.7의 중량 비율로 혼합하여 증류수에 투입한 후 기계식 교반기에서 혼합하여 음극활물질 슬러리를 제조하였다.A negative electrode active material (silicon alloy-graphite composite negative electrode material), a binder (SBR+CMC), and a conductive material were mixed in a weight ratio of 96.3:1:2.7, added to distilled water, and mixed in a mechanical stirrer to prepare a negative electrode active material slurry.

상기 슬러리를 구리(Cu) 집전체에 고르게 도포한 후, 롤프레스에서 압착한 뒤, 110 ℃ 진공 오븐에서 2시간 진공 건조하여 음극을 제조하였다. 상기 양극의 1.4 g/cc의 전극 밀도를 가졌으며 7.5 mg/cm2의 로딩양을 가졌다.The slurry was evenly applied to a copper (Cu) current collector, pressed with a roll press, and vacuum dried in a vacuum oven at 110° C. for 2 hours to prepare a negative electrode. The positive electrode had an electrode density of 1.4 g/cc and a loading amount of 7.5 mg/cm 2.

LCNOLCNO /실리콘 합금-흑연 복합 음극 풀 셀의 제조/Silicon alloy-graphite composite cathode full cell fabrication

상기 제조된 양극과 음극 사이에, 폴리에틸렌 재질의 세퍼레이터를 전지 용기에 투입하고, 상기 제조예 1에서 제작된 기준 전해액을 주입하여, 통상적인 제조방법에 따라 2032 하프셀(Half-cell)의 형태로 리튬 이차 전지를 제작하였다.Between the prepared positive electrode and the negative electrode, a separator made of polyethylene was inserted into a battery container, and the reference electrolyte prepared in Preparation Example 1 was injected, and in the form of a 2032 half-cell according to a conventional manufacturing method. A lithium secondary battery was produced.

실시예Example 1: One: VFVF (1 (One 중량%weight% , 화학식 , Chemical formula 4)를4) 포함한 전해질의 제조 Preparation of containing electrolyte

상기 기준 전해질 총 중량(100 중량%)에 대하여, 기능성 음극 피막형성용 첨가제로서 4-(4-fluorophenyl)-vinylene carbonate (VF)을 1 중량%를 포함하고, 상기 기준 전해질을 잔부로 포함하도록 제조하였다. Prepared to contain 1% by weight of 4-(4-fluorophenyl)-vinylene carbonate (VF) as an additive for forming a functional negative electrode film, and the balance of the reference electrolyte based on the total weight (100% by weight) of the reference electrolyte I did.

기준 전해액 대신에 실시예 1 제조된 유기전해액을 각각 사용하여, LCNO/실리콘-흑연 복합음극을 사용한 풀 셀을 제조하였다.Using each of the organic electrolyte prepared in Example 1 instead of the standard electrolyte, a full cell using an LCNO/silicon-graphite composite cathode was prepared.

실시예Example 2: 2: MH14 (1 중량%, 화학식 10)를MH14 (1% by weight, formula 10) 포함한 전해질의 제조 Preparation of containing electrolyte

상기 기준 전해질 총 중량(100 중량%)에 대하여, 기능성 음극 피막형성용 첨가제로서 (3R,4S,5S,6S)-3,4,5-tris(4-fluorobenzyloxy)-2-((4-fluorobenzyloxy)methyl)-tetrahydro-6-methoxy-2H-pyran (MH14)을 1중량%를 포함하고, 상기 기준 전해질을 잔부로 포함하도록 제조하였다. Based on the total weight of the reference electrolyte (100% by weight), (3R,4S,5S,6S)-3,4,5-tris(4-fluorobenzyloxy)-2-((4-fluorobenzyloxy) as an additive for forming a functional cathode film )methyl)-tetrahydro-6-methoxy-2H-pyran (MH14) was prepared to contain 1% by weight and the reference electrolyte as the balance.

기준 전해액 대신에 실시예 2 제조된 유기전해액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 LCNO/실리콘-흑연 복합음극을 사용한 풀 셀을 제조하였다.A full cell was prepared using an LCNO/silicon-graphite composite cathode in the same manner as in Example 1, except that the organic electrolyte prepared in Example 2 was used instead of the reference electrolyte.

실시예Example 3: AF28 (1 3: AF28 (1 중량%weight% , 화학식 , Chemical formula 9)를9) 포함한 전해질의 제조 Preparation of containing electrolyte

상기 기준 전해질 총 중량(100 중량%)에 대하여, 기능성 음극 피막형성용 첨가제로서 4-methyl-5-((trifluoromethoxy)methyl)-1,3-dioxol-2-one (AF28)을 1 중량%를 포함하고, 상기 기준 전해질을 잔부로 포함하도록 제조하였다. Based on the total weight of the reference electrolyte (100% by weight), 1% by weight of 4-methyl-5-((trifluoromethoxy)methyl)-1,3-dioxol-2-one (AF28) as an additive for forming a functional negative electrode film And prepared to include the reference electrolyte as a balance.

기준 전해액 대신에 실시예 3 제조된 유기전해액을 각각 사용하여, LCNO/실리콘-흑연 복합음극을 사용한 풀 셀을 제조하였다.Using each of the organic electrolyte prepared in Example 3 instead of the standard electrolyte, a full cell using an LCNO/silicon-graphite composite cathode was prepared.

실시예Example 4: VC+AF28 (VC 0.7 4: VC+AF28 (VC 0.7 중량%weight% , AF28 0.3 , AF28 0.3 중량%weight% , 화학식 , Chemical formula 9)를9) 포함한 전해질의 제조 Preparation of containing electrolyte

상기 기준 전해질 총 중량(100 중량%)에 대하여, 기능성 음극 피막형성용 첨가제로서 vinylene carbonate (VC)를 0.7 중량%, 4-methyl-5-((trifluoromethoxy)methyl)-1,3-dioxol-2-one (AF28)을 0.3 중량%를 포함하고, 상기 기준 전해질을 잔부로 포함하도록 제조하였다. With respect to the total weight of the reference electrolyte (100% by weight), vinylene carbonate (VC) as an additive for forming a functional negative electrode film was 0.7% by weight, 4-methyl-5-((trifluoromethoxy)methyl)-1,3-dioxol-2 -one (AF28) was prepared to contain 0.3% by weight, and the reference electrolyte was prepared as a balance.

기준 전해액 대신에 실시예 4 제조된 유기전해액을 각각 사용하여, LCNO/실리콘-흑연 복합음극을 사용한 풀 셀을 제조하였다.Using each of the organic electrolyte prepared in Example 4 instead of the reference electrolyte, a full cell using an LCNO/silicon-graphite composite cathode was prepared.

비교예Comparative example 1 One

기준 전해액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 풀 셀을 제조하였다.A full cell was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the reference electrolyte was used.

비교예Comparative example 2: VC (1 2: VC (1 중량%weight% )를 포함한 전해질의 제조Preparation of electrolyte containing)

상기 기준 전해질 총 중량(100 중량%)에 대하여, 기능성 음극 피막형성용 첨가제로서 vinylene carbonate (VC)를 1 중량%를 포함하고, 상기 기준 전해질을 잔부로 포함하도록 제조하였다.Based on the total weight of the reference electrolyte (100% by weight), 1% by weight of vinylene carbonate (VC) was included as an additive for forming a functional negative electrode film, and the reference electrolyte was prepared to include the balance.

기준 전해액 대신에 비교예 2 제조된 유기전해액을 각각 사용하여, LCNO/실리콘-흑연 복합음극을 사용한 풀 셀을 제조하였다.Using the organic electrolyte prepared in Comparative Example 2 instead of the reference electrolyte, a full cell using an LCNO/silicon-graphite composite cathode was prepared.

[[ 실험예Experimental example : 양극 하프 셀의 상온 수명 성능 평가] : Room temperature lifetime performance evaluation of positive half cell]

실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 2에서 제작된 LCNO/실리콘-흑연 복합음극을 사용한 풀 셀에 대해, 1회의 화성 충방전, 1회의 안정화 충방전 후 상온 수명 성능을 각각 평가하였다.For full cells using the LCNO/silicon-graphite composite cathode prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 2, the room temperature lifetime performance after one chemical charge and discharge and one stabilization charge and discharge were evaluated, respectively.

우선, 상기 1회 화성 충방전 시, 상기 양극 하프셀을 25℃에서 0.1C rate의 전류로 전압이 4.35V(vs. Li)에 이를 때까지 정전류 충전하고, 이어서 정전압 (constant voltage, CV) 모드에서 4.35V를 유지하면서 0.02C 전류에서 컷오프(cut-off)하였다. 이어서, 방전시에 전압이 2.5V(vs. Li)에 이를 때까지 0.1C rate의 정전류로 방전하였다(화성단계, 1st 사이클).First, during the one-time charging and discharging, the positive half-cell is charged at a constant current at a current of 0.1C at 25°C until a voltage reaches 4.35V (vs. Li), followed by a constant voltage (CV) mode. While maintaining 4.35V at 0.02C current cut-off (cut-off). Subsequently, at the time of discharge, discharge was performed at a constant current of 0.1 C rate until the voltage reached 2.5V (vs. Li) (formation step, 1 st cycle).

상기 화성단계의 1st 사이클을 거친 LCNO/실리콘-흑연 복합음극을 사용한 풀 셀에 25℃에서 0.2C rate의 전류로 전압이 4.35V(vs. Li)에 이를 때까지 정전류 충전하고, 정전압 모드에서 4.35V를 유지하면서 0.1C rate의 전류에서 컷오프(cut-off)하였다. 이어서, 방전시 전압이 2.5V(vs. Li)에 이를 때까지 전류 조건을 0.2C-로 주어 셀의 안정화 충방전을 진행하였다. In the full cell using the LCNO/silicon-graphite composite cathode, which passed through the 1 st cycle of the formation phase, charged at a constant current at a current of 0.2C at 25°C until the voltage reaches 4.35V (vs. Li), and in the constant voltage mode, While maintaining 4.35V, cut-off was performed at a current of 0.1C rate. Subsequently, stabilizing charging and discharging of the cell was performed by applying a current condition of 0.2C- until the voltage reached 2.5V (vs. Li) during discharge.

상기 안정화 충방전을 거친 LCNO/실리콘-흑연 복합음극을 사용한 풀 셀에 25℃에서 1C rate의 전류로 전압이 4.35V(vs. Li)에 이를 때까지 정전류 충전하고, 정전압 모드에서 4.35V를 유지하면서 0.1C rate의 전류에서 컷오프(cut-off)하였다. 이어서, 방전시 전압이 2.5V(vs. Li)에 이를 때까지 전류 조건을 1C-로 주어 셀의 수명성능 평가를 진행하였다. A full cell using the LCNO/silicon-graphite composite cathode that has undergone the stabilization charge/discharge is charged at a constant current at a current of 1C at 25°C until the voltage reaches 4.35V (vs. Li), and 4.35V is maintained in the constant voltage mode. While doing the cut-off at a current of 0.1C rate. Subsequently, the lifespan performance of the cell was evaluated by setting the current condition as 1C- until the voltage reached 2.5V (vs. Li) during discharge.

VF 첨가제(화학식 4)의 유무에 따른 상온수명 성능 대한 평가 결과를 하기 표 1 및 도 2에 나타내었다.Table 1 and Fig. 2 show the evaluation results for the room temperature lifespan according to the presence or absence of the VF additive (Chemical Formula 4).

50 cycle 후 용량 (mAh/g)Capacity after 50 cycles (mAh/g) 50 cycle 후 쿨롱 효율(%)Coulomb efficiency (%) after 50 cycles 실시예 1Example 1 125.3125.3 98.598.5 비교예 1Comparative Example 1 113.2113.2 98.098.0

도 2를 참고하면, 실시예 1 (1% VF)의 리튬 이차 전지의 상온수명 성능이 비교예 1 (Ref) 과 유사한 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 2, it can be seen that the room temperature lifetime performance of the lithium secondary battery of Example 1 (1% VF) is similar to that of Comparative Example 1 (Ref).

표 1 및 도 2를 참고하면, 실시예 1의 풀 셀의 상온 수명 성능이 비교예 1보다 향상된 것을 확인할 수 있다. 이는 음극 피막 형성용 첨가제가 음극 표면에 안정한 피막을 형성시켜, 전해액과 전극간의 직접적인 접촉을 억제시켜 전해액의 분해를 효과적으로 억제하여, 전지의 상온 수명 성능이 향상되는 것으로 판단할 수 있다. Referring to Tables 1 and 2, it can be seen that the room temperature lifetime performance of the full cell of Example 1 is improved than that of Comparative Example 1. It can be determined that the negative electrode film-forming additive forms a stable film on the negative electrode surface, suppresses direct contact between the electrolyte and the electrode, effectively suppresses decomposition of the electrolyte, and improves the room temperature lifespan of the battery.

MH14 첨가제(화학식 10)의 유무에 따른 상온수명 성능 대한 평가 결과를 하기 표 2 및 도 3에 나타내었다.Table 2 and Figure 3 shows the evaluation results for the room temperature life performance according to the presence or absence of the MH14 additive (Chemical Formula 10).

100 cycle 후 유지율(%)Retention rate after 100 cycles (%) 100 cycle 후 쿨롱 효율(%)Coulomb efficiency (%) after 100 cycles 실시예 2Example 2 52.952.9 99.699.6 비교예 1Comparative Example 1 35.635.6 96.796.7

도 3를 참고하면, 실시예 2 (1% MH14)의 리튬 이차 전지의 장기 수명 안정성이 비교예 1 (Ref)보다 향상되는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 3, it can be seen that the long-term life stability of the lithium secondary battery of Example 2 (1% MH14) is improved than that of Comparative Example 1 (Ref).

표 2 및 도 3을 참고하면, 실시예 2의 풀 셀의 상온 수명 성능이 비교예 1보다 향상된 것을 확인할 수 있다. 이는 음극 피막 형성용 첨가제가 음극 표면에 안정한 피막을 형성시켜, 전해액과 전극 간의 직접적인 접촉을 억제시켜 전해액의 분해를 효과적으로 억제하여, 전지의 상온 수명 성능이 향상되는 것으로 판단할 수 있다. Referring to Tables 2 and 3, it can be seen that the room temperature lifetime performance of the full cell of Example 2 was improved compared to Comparative Example 1. It can be determined that the negative electrode film-forming additive forms a stable film on the negative electrode surface, suppresses direct contact between the electrolyte and the electrode, effectively suppresses decomposition of the electrolyte, and improves the room temperature life performance of the battery.

AF28 첨가제(화학식 4)의 유무에 따른 상온수명 성능 대한 평가 결과를 하기 표 3 및 도 4에 나타내었다.The evaluation results for room temperature lifespan performance according to the presence or absence of the AF28 additive (Chemical Formula 4) are shown in Table 3 and FIG. 4 below.

100 cycle 후 용량(mAh/g)Capacity after 100 cycles (mAh/g) 100 cycle 후 쿨롱 효율(%)Coulomb efficiency (%) after 100 cycles 실시예 3Example 3 145.1145.1 99.799.7 실시예 4Example 4 154.1154.1 99.899.8 비교예 2Comparative Example 2 128.1128.1 99.699.6

표 3 및 도 4를 참고하면, 실시예 3 (1% AF28) 내지 4 (0.7% VC + 0.3% AF28)의 풀 셀의 상온 수명 성능이 비교예 2 (1% VC)보다 향상된 것을 확인할 수 있다. 기존의 음극 피막 안정제로 널리 쓰이고 있는 VC를 포함한 비교예 2보다 향상된 것으로 보아, 이는 AF28 음극 피막 형성용 첨가제가 음극 표면에 VC에 의해 형성되는 피막보다 더욱 더 안정한 피막을 형성시켜, 전해액과 전극간의 직접적인 접촉을 억제시켜 전해액의 분해를 효과적으로 억제하여, 전지의 상온 수명 성능이 향상되는 것으로 판단할 수 있다. 또한 실시예 4의 경우, VC와 AF28을 혼용하여 사용할 경우 두 첨가제의 시너지 효과로 인하여 실리콘-흑연 음극 계면의 안정성이 크게 향상됨에 따라, 상온 수명 성능이 크게 향상되는 것으로 판단된다. Referring to Tables 3 and 4, it can be seen that the room temperature lifetime performance of the full cells of Examples 3 (1% AF28) to 4 (0.7% VC + 0.3% AF28) was improved than that of Comparative Example 2 (1% VC). . It is seen that it is improved over Comparative Example 2 including VC, which is widely used as a cathode film stabilizer. This is because the additive for forming the AF28 cathode film formed a more stable film on the surface of the negative electrode than the film formed by VC, By suppressing direct contact, it can be determined that decomposition of the electrolyte is effectively suppressed, and the room temperature life performance of the battery is improved. In addition, in the case of Example 4, when VC and AF28 are used in combination, it is determined that the stability of the silicon-graphite anode interface is greatly improved due to the synergistic effect of the two additives, so that the room temperature lifetime performance is greatly improved.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also present. It belongs to the scope of rights of

1: 리튬전지 2: 음극
3: 양극 4: 세퍼레이터
5: 전지케이스 6: 캡 어셈블리
1: lithium battery 2: negative electrode
3: anode 4: separator
5: battery case 6: cap assembly

Claims (9)

유기 용매;
리튬(Li) 염; 및
하기 [화학식 1]로 이루어지는 화합물, 하기 [화학식 2]로 이루어지는 화합물, 하기 [화학식 3]으로 이루어지는 화합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 첨가제를 포함하는 리튬이온전지용 기능성 전해액:
[화학식 1]
Figure 112020090414408-pat00021

[화학식 2]
Figure 112020090414408-pat00022

[화학식 3]
Figure 112020090414408-pat00027

여기서,
n은 1 또는 2의 정수이고, m은 1이며,
R1은 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬옥시기이며,
R2는 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬옥시기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시기로 이루어진 군으로부터 선택되며,
R3 내지 R6은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬옥시기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시기로 이루어진 군으로부터 선택되며,
상기 R1 및 R2의 알킬기, 아릴기, 알킬옥시기 및 아릴옥시기는 할로겐기로 치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬옥시기 및 할로겐기로 치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되며,
상기 R3 내지 R6의 알킬기, 아릴기, 알킬옥시기 및 아릴옥시기는 할로겐기, 할로겐기로 치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬옥시기 및 할로겐기로 치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환된다.
Organic solvent;
Lithium (Li) salt; And
Functional electrolyte for lithium ion batteries comprising an additive selected from the group consisting of a compound consisting of the following [Chemical Formula 1], a compound consisting of the following [Chemical Formula 2], a compound consisting of the following [Chemical Formula 3], and mixtures thereof:
[Formula 1]
Figure 112020090414408-pat00021

[Formula 2]
Figure 112020090414408-pat00022

[Formula 3]
Figure 112020090414408-pat00027

here,
n is an integer of 1 or 2, m is 1,
R 1 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkyloxy group having 1 to 10 carbon atoms,
R 2 is selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, an alkyloxy group having 1 to 10 carbon atoms, and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms,
R 3 to R 6 are the same or different from each other, and each independently from the group consisting of an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, an alkyloxy group having 1 to 10 carbon atoms, and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms Is selected,
The alkyl group, aryl group, alkyloxy group and aryloxy group of R 1 and R 2 are one selected from the group consisting of an alkyloxy group having 1 to 10 carbon atoms substituted with a halogen group and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms substituted with a halogen group Substituted with more than one substituent,
The alkyl group, aryl group, alkyloxy group and aryloxy group of R 3 to R 6 are in the group consisting of a halogen group, an alkyloxy group having 1 to 10 carbon atoms substituted with a halogen group, and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms substituted with a halogen group It is substituted with one or more selected substituents.
제 1항에 있어서,
상기 리튬(Li) 염은 LiPF6, LiClO4, LiBF4, LiFSI, LiTFSI, LiSO3CF3, LiBOB, LiFOB, LiDFBP, LiTFOP, LiPO2F2 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 리튬이온전지용 기능성 전해액.
The method of claim 1,
The lithium (Li) salt is for a lithium ion battery selected from the group consisting of LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiFSI, LiTFSI, LiSO 3 CF 3 , LiBOB, LiFOB, LiDFBP, LiTFOP, LiPO 2 F 2 and mixtures thereof Functional electrolyte.
제 1항에 있어서,
상기 유기 용매는 카보네이트계, 에스테르계, 에테르계, 케톤계 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 리튬이온전지용 기능성 전해액.
The method of claim 1,
The organic solvent is a functional electrolyte for a lithium ion battery selected from the group consisting of carbonate-based, ester-based, ether-based, ketone-based, and mixtures thereof.
제 1항에 있어서,
상기 리튬(Li) 염은 0.1 내지 3M 농도인 리튬이온전지용 기능성 전해액.
The method of claim 1,
The lithium (Li) salt is a functional electrolyte for a lithium ion battery having a concentration of 0.1 to 3M.
제 1항에 있어서,
상기 첨가제는 전해액 중량을 기준으로 0.1 내지 10 중량%로 포함되는 리튬이온전지용 기능성 전해액.
The method of claim 1,
The additive is a functional electrolyte for lithium ion batteries contained in an amount of 0.1 to 10% by weight based on the weight of the electrolyte.
전지 리튬이온을 가역적으로 삽입 및 탈리할 수 있는 양극 활물질을 포함하는 양극;
상기 전지 리튬이온을 가역적으로 삽입 및 탈리 할 수 있는 음극 활물질을 포함하는 음극;
상기 양극 및 음극 사이에서 결합되어 단락을 방지하는 세퍼레이터; 및
상기 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 전해액을 포함하는 리튬이온전지.
A positive electrode including a positive electrode active material capable of reversibly inserting and desorbing battery lithium ions;
A negative electrode including a negative active material capable of reversibly inserting and desorbing lithium ions from the battery;
A separator coupled between the anode and the cathode to prevent a short circuit; And
A lithium ion battery comprising the electrolyte according to any one of claims 1 to 5.
제 6항에 있어서,
상기 음극 활물질은 흑연, 실리콘-흑연 복합체, 실리콘, 니켈, 게르마늄, 및 티타늄으로어진 군으로부터 선택된 단일상 또는 이들의 합금상인 리튬이온전지.
The method of claim 6,
The negative electrode active material is a single phase selected from the group consisting of graphite, a silicon-graphite composite, silicon, nickel, germanium, and titanium, or an alloy phase thereof.
제 6항에 있어서,
상기 세퍼레이터는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리올레핀의 고분자막 또는 이들의 다중막, 미세다공성 필름, 직포 및 부직포로 이루어진 군으로부터 선택되는 리튬이온전지.
The method of claim 6,
The separator is a lithium ion battery selected from the group consisting of a polymer film of polyethylene, polypropylene, or polyolefin or a multilayer thereof, a microporous film, a woven fabric, and a nonwoven fabric.
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