KR102244059B1 - Electrolyte for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery - Google Patents

Electrolyte for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery Download PDF

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KR102244059B1 KR1020180046908A KR20180046908A KR102244059B1 KR 102244059 B1 KR102244059 B1 KR 102244059B1 KR 1020180046908 A KR1020180046908 A KR 1020180046908A KR 20180046908 A KR20180046908 A KR 20180046908A KR 102244059 B1 KR102244059 B1 KR 102244059B1
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Abstract

비수성 유기 용매, 리튬염 및 첨가제를 포함하고, 상기 첨가제는 하기 화학식 1로 표현되는 화합물 및 하기 화학식 2로 표현되는 화합물을 포함하며, 상기 화학식 2로 표현되는 화합물은 상기 화학식 1로 표현되는 화합물 100 중량부에 대하여 50 중량부 내지 300 중량부로 포함되는 리튬 이차 전지용 전해액을 제공한다.
[화학식 1] [화학식 2]

Figure 112018040328123-pat00019
Figure 112018040328123-pat00020

상기 화학식 1 및 2에서 각 치환기 정의는 상세한 설명에 기재한 것과 동일하다.Including a non-aqueous organic solvent, a lithium salt and an additive, the additive includes a compound represented by the following formula (1) and a compound represented by the following formula (2), and the compound represented by the formula (2) is a compound represented by the formula (1) It provides an electrolyte for a lithium secondary battery containing 50 parts by weight to 300 parts by weight based on 100 parts by weight.
[Formula 1] [Formula 2]
Figure 112018040328123-pat00019
Figure 112018040328123-pat00020

The definition of each substituent in Formulas 1 and 2 is the same as described in the detailed description.

Description

리튬 이차 전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지{ELECTROLYTE FOR RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY AND RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY}Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery including the same {ELECTROLYTE FOR RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY AND RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY}

리튬 이차 전지용 전해액 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 재충전이 가능하며, 종래 납 축전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등과 비교하여 단위 중량당 에너지 밀도가 3배 이상 높고 고속 충전이 가능하기 때문에 노트북이나 핸드폰, 전동공구, 전기자전거용으로 상품화되고 있으며, 추가적인 에너지 밀도 향상을 위한 연구 개발이 활발하게 진행되고 있다.Lithium secondary batteries are rechargeable, and their energy density per unit weight is more than three times higher than that of conventional lead storage batteries, nickel-cadmium batteries, nickel hydride batteries, and nickel zinc batteries. , It is commercialized for electric bicycles, and research and development for additional energy density improvement is actively underway.

이러한 리튬 이차 전지는 리튬을 인터칼레이션(intercalation) 및 디인터칼레이션(deintercalation)할 수 있는 양극 활물질을 포함하는 양극과 리튬을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 음극 활물질을 포함하는 음극을 포함하는 전지 셀에 전해액을 주입하여 사용된다.Such a rechargeable lithium battery includes a positive electrode including a positive electrode active material capable of intercalating and deintercalating lithium, and a negative electrode including a negative active material capable of intercalating and deintercalating lithium. It is used by injecting an electrolyte solution into a battery cell containing.

특히, 전해액은 리튬염이 용해된 유기 용매를 사용하고 있으며, 리튬 이차 전지의 안정성 및 성능을 결정하는데 중요하다.In particular, the electrolyte uses an organic solvent in which a lithium salt is dissolved, and is important in determining the stability and performance of a lithium secondary battery.

전해액의 리튬염으로 가장 많이 사용되고 있는 LiPF6는 전해액 용매와 반응하여 용매의 고갈을 촉진시키고 다량의 가스를 발생시키는 문제를 가지고 있다. LiPF6가 분해되면 LiF 와 PF5를 생성하고, 이는 전지에서 전해액 고갈을 야기하며 고온 성능 열화 및 안전성에 취약한 결과를 초래한다. LiPF 6, which is most commonly used as a lithium salt of an electrolyte, has a problem of accelerating depletion of the solvent by reacting with the solvent of the electrolyte and generating a large amount of gas. When LiPF 6 is decomposed, LiF and PF 5 are generated, which causes electrolyte depletion in the battery, deterioration in high temperature performance, and poor safety.

이러한 리튬염의 부반응을 억제하고 전지성능을 향상시키는 전해액이 요구된다.There is a need for an electrolyte solution that suppresses side reactions of such lithium salts and improves battery performance.

일 구현예는 고온 안정성을 확보하고 내저항 특성을 개선하여 전지 성능이 향상될 수 있는 리튬 이차 전지용 전해액을 제공하는 것이다. One embodiment provides an electrolyte for a lithium secondary battery capable of improving battery performance by securing high temperature stability and improving resistance characteristics.

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

본 발명의 일 구현예는 비수성 유기 용매, 리튬염 및 첨가제를 포함하고, 상기 첨가제는 하기 화학식 1로 표현되는 화합물 및 하기 화학식 2로 표현되는 화합물을 포함하며, 상기 화학식 2로 표현되는 화합물은 상기 화학식 1로 표현되는 화합물 100 중량부에 대하여 50 중량부 내지 300 중량부로 포함되는 리튬 이차 전지용 전해액을 제공한다.One embodiment of the present invention includes a non-aqueous organic solvent, a lithium salt, and an additive, and the additive includes a compound represented by Formula 1 and a compound represented by Formula 2, and the compound represented by Formula 2 It provides an electrolyte for a lithium secondary battery containing 50 parts by weight to 300 parts by weight based on 100 parts by weight of the compound represented by Formula 1 above.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018040328123-pat00001
Figure 112018040328123-pat00001

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

X1은 플루오로기, 클로로기, 브로모기 또는 아이오도기이고,X 1 is a fluoro group, a chloro group, a bromo group or an iodo group,

R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴기이고,R 1 to R 6 are each independently hydrogen, a cyano group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted A C2 to C20 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group, or a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroaryl group,

n은 0 또는 1의 정수이고;n is an integer of 0 or 1;

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112018040328123-pat00002
Figure 112018040328123-pat00002

상기 화학식 2에서, In Chemical Formula 2,

X2는 플루오로기, 클로로기, 브로모기 또는 아이오도기이고,X 2 is a fluoro group, a chloro group, a bromo group or an iodo group,

M은 Al, B 또는 P이고,M is Al, B or P,

m1은 1 내지 4의 정수 중 하나이고,m1 is one of an integer from 1 to 4,

m2는 0 내지 8의 정수 중 하나이다.m2 is one of an integer from 0 to 8.

상기 화학식 1로 표현되는 화합물은 전해액 총량에 대하여 0.05 중량% 내지 20 중량%의 함량으로 포함되고, 상기 화학식 2로 표현되는 화합물은 전해액 총량에 대하여 0.1 중량% 내지 10중량%의 함량으로 포함될 수 있다.The compound represented by Formula 1 may be included in an amount of 0.05% to 20% by weight based on the total amount of the electrolyte, and the compound represented by Formula 2 may be included in an amount of 0.1% to 10% by weight based on the total amount of the electrolyte. .

상기 화학식 2로 표현되는 화합물은 전해액 총량에 대하여 0.5 중량% 내지 5중량%의 함량으로 포함될 수 있다.The compound represented by Formula 2 may be included in an amount of 0.5% to 5% by weight based on the total amount of the electrolyte.

상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1로 표현될 수 있다.Formula 1 may be represented by the following Formula 1-1.

[화학식 1-1][Formula 1-1]

Figure 112018040328123-pat00003
Figure 112018040328123-pat00003

상기 화학식 1-1에서, In Formula 1-1,

R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴기이고,R 1 to R 6 are each independently hydrogen, a cyano group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted A C2 to C20 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group, or a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroaryl group,

n은 0 또는 1의 정수이다.n is an integer of 0 or 1.

상기 화학식 1-1은 하기 화학식 1-1A 또는 화학식 1-1B로 표현될 수 있다.Formula 1-1 may be represented by the following Formula 1-1A or Formula 1-1B.

[화학식 1-1A] [화학식 1-1B][Formula 1-1A] [Formula 1-1B]

Figure 112018040328123-pat00004
Figure 112018040328123-pat00005
Figure 112018040328123-pat00004
Figure 112018040328123-pat00005

상기 화학식 1-1A 및 1-1B에서,In Formulas 1-1A and 1-1B,

R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10 알케닐기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10 알키닐기이다.R 1 to R 6 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C2 to C10 alkenyl group, or a substituted or unsubstituted C2 to It is a C10 alkynyl group.

n은 0 또는 1의 정수이다.n is an integer of 0 or 1.

상기 화학식 2로 표현되는 화합물은 리튬 비스(옥살레이토)보레이트(LiBOB: lithium bis(oxalato)borate), 리튬 디플루오로(옥살레이토)보레이트(LiFOB: lithium difluoro(oxalato)borate), 리튬 테트라플루오로(옥살레이토)포스페이트(LiTFOP: lithium tetrafluoro(oxalato)phosphate), 리튬 디플루오로 비스(옥살레이토)포스페이트(LiDFOP: lithium difluoro bis(oxlato)phosphate) 및 이들의 조합에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다.The compound represented by Formula 2 is lithium bis (oxalato) borate (LiBOB: lithium bis (oxalato) borate), lithium difluoro (oxalato) borate (LiFOB: lithium difluoro (oxalato) borate), lithium tetrafluoro (Oxalato) phosphate (LiTFOP: lithium tetrafluoro (oxalato) phosphate), lithium difluoro bis (oxalato) phosphate (LiDFOP: lithium difluoro bis (oxlato) phosphate), and at least one selected from a combination thereof.

상기 첨가제는 비닐렌 카보네이트(VC), 플루오로에틸렌 카보네이트(FEC), 프로펜술톤(PST), 프로판술톤(PS), 리튬테트라플루오로보레이트(LiBF4), 숙시노니트릴(SN), 리튬 디플루오로포스페이트(LiPO2F2), 1,3,6-헥산트리카보니트릴(HTCN: 1,3,6-hexanetricarbonitrile;) 및 2-플루오로 바이페닐(2-FBP) 중 적어도 1종의 추가 첨가제를 더 포함할 수 있다.The additives are vinylene carbonate (VC), fluoroethylene carbonate (FEC), propene sultone (PST), propane sultone (PS), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), succinonitrile (SN), lithium di Addition of at least one of fluorophosphate (LiPO 2 F 2 ), 1,3,6-hexanetricarbonitrile (HTCN: 1,3,6-hexanetricarbonitrile;) and 2-fluoro biphenyl (2-FBP) It may further include additives.

상기 추가 첨가제는 상기 리튬 이차 전지용 전해액 총량에 대하여 5 내지 20 중량%의 함량으로 포함될 수 있다.The additional additive may be included in an amount of 5 to 20% by weight based on the total amount of the electrolyte for the lithium secondary battery.

상기 비수성 유기 용매는 환형 카보네이트계 용매 및 사슬형 에스테르계 용매의 혼합 용매일 수 있다.The non-aqueous organic solvent may be a mixed solvent of a cyclic carbonate-based solvent and a chain ester-based solvent.

상기 환형 카보네이트계 용매 및 상기 사슬형 에스테르계 용매는 2:8 내지 5:5의 부피비로 포함될 수 있다.The cyclic carbonate-based solvent and the chain ester-based solvent may be included in a volume ratio of 2:8 to 5:5.

본 발명의 다른 일 구현예는 양극; 음극; 및 상기 전해액을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다.Another embodiment of the present invention is a positive electrode; cathode; And it provides a lithium secondary battery including the electrolyte.

상기 음극의 표면에는 포스페이트계 폴리머 및 옥살레이트계 폴리머를 포함하는 계면층을 더 포함할 수 있다.An interface layer including a phosphate-based polymer and an oxalate-based polymer may be further included on the surface of the negative electrode.

고온 저장 특성이 우수하고 내저항 특성이 개선된 리튬 이차 전지를 구현할 수 있다.It is possible to implement a lithium secondary battery having excellent high-temperature storage characteristics and improved resistance characteristics.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지를 도시한 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a rechargeable lithium battery according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 구현 예를 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.

본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, '치환된'이란, 화합물 중의 수소 원자가 할로겐 원자(F, Br, Cl 또는 I), 히드록시기, 알콕시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아지도기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 카르보닐기, 카르바밀기, 티올기, 에스테르기, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산이나 그의 염, C1 내지 C20 알킬기, C2 내지 C20 알케닐기, C2 내지 C20 알키닐기, C6 내지 C30 아릴기, C7 내지 C30 아릴알킬기, C1 내지 C4 알콕시기, C1 내지 C20 헤테로알킬기, C3 내지 C20 헤테로아릴알킬기, C3 내지 C30 사이클로알킬기, C3 내지 C15 사이클로알케닐기, C6 내지 C15 사이클로알키닐기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알킬기 및 이들의 조합에서 선택된 치환기로 치환된 것을 의미한다.Unless otherwise defined herein, the term'substituted' means that the hydrogen atom in the compound is a halogen atom (F, Br, Cl or I), a hydroxy group, an alkoxy group, a nitro group, a cyano group, an amino group, an azido group, an amidino group. Group, hydrazino group, hydrazono group, carbonyl group, carbamyl group, thiol group, ester group, carboxyl group or salt thereof, sulfonic acid group or salt thereof, phosphoric acid or salt thereof, C1 to C20 alkyl group, C2 to C20 alkenyl group, C2 to C20 alkynyl group, C6 to C30 aryl group, C7 to C30 arylalkyl group, C1 to C4 alkoxy group, C1 to C20 heteroalkyl group, C3 to C20 heteroarylalkyl group, C3 to C30 cycloalkyl group, C3 to C15 cycloalkenyl group, C6 to It means substituted with a substituent selected from a C15 cycloalkynyl group, a C2 to C20 heterocycloalkyl group, and combinations thereof.

또한, 본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, '헤테로'란, N, O, S 및 P에서 선택된 헤테로 원자를 1 내지 3개 함유한 것을 의미한다.In addition, unless otherwise defined in the specification,'hetero' means containing 1 to 3 heteroatoms selected from N, O, S, and P.

이하, 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지용 전해액에 대해 설명한다.Hereinafter, an electrolyte solution for a rechargeable lithium battery according to an embodiment will be described.

본 발명의 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지용 전해액은 비수성 유기 용매, 리튬염 및 첨가제를 포함하고, The electrolyte for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a non-aqueous organic solvent, a lithium salt, and an additive,

상기 첨가제는 하기 화학식 1로 표현되는 화합물 및 하기 화학식 2로 표현되는 화합물을 포함하며,The additive includes a compound represented by the following formula (1) and a compound represented by the following formula (2),

상기 화학식 2로 표현되는 화합물은 상기 화학식 1로 표현되는 화합물 100 중량부에 대하여 50 중량부 내지 300 중량부로 포함된다.The compound represented by Formula 2 is included in an amount of 50 parts by weight to 300 parts by weight based on 100 parts by weight of the compound represented by Formula 1.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018040328123-pat00006
Figure 112018040328123-pat00006

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

X1은 플루오로기, 클로로기, 브로모기 또는 아이오도기이고,X 1 is a fluoro group, a chloro group, a bromo group or an iodo group,

R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴기이고,R 1 to R 6 are each independently hydrogen, a cyano group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted A C2 to C20 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group, or a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroaryl group,

n은 0 또는 1의 정수이고;n is an integer of 0 or 1;

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112018040328123-pat00007
Figure 112018040328123-pat00007

상기 화학식 2에서, In Chemical Formula 2,

X2는 플루오로기, 클로로기, 브로모기 또는 아이오도기이고,X 2 is a fluoro group, a chloro group, a bromo group or an iodo group,

M은 Al, B 또는 P이고,M is Al, B or P,

m1은 1 내지 4의 정수 중 하나이고,m1 is one of an integer from 1 to 4,

m2는 0 내지 8의 정수 중 하나이다.m2 is one of an integer from 0 to 8.

본 발명의 일 구현예에 따라 상기 화학식 1로 표현되는 화합물을 포함하는 첨가제가 사용되는 경우, 음극 표면에 고온 안정성이 높으며 우수한 이온 전도성을 갖는 SEI막(solid electrolyte interface)을 형성하고 -PO2F 작용기로 인한 LiPF6의 부반응을 억제하여 고온 저장 시 전해액의 분해 반응으로 인한 가스 발생을 저감시킬 수 있다. According to an embodiment of the present invention, when an additive containing a compound represented by Formula 1 is used, an SEI film (solid electrolyte interface) having high high temperature stability and excellent ion conductivity is formed on the surface of the negative electrode, and -PO 2 F By suppressing the side reaction of LiPF 6 due to the functional group, it is possible to reduce gas generation due to the decomposition reaction of the electrolyte during high temperature storage.

또한, 상기 화학식 1로 표현되는 화합물과 함께 상기 화학식 2로 표현되는 화합물을 포함함으로써, 저항이 낮은 SEI막 및/또는 보호층을 형성할 수 있고, 이에 따라 전지 내부 저항이 감소할 수 있다.In addition, by including the compound represented by Formula 2 together with the compound represented by Formula 1, an SEI film and/or a protective layer having low resistance may be formed, and accordingly, internal resistance of the battery may be reduced.

구체적으로 화학식 1로 표현되는 화합물은 LiPF6와 같은 리튬염의 열분해물 또는 리튬염으로부터 해리된 음이온에 배위되어 복합체를 형성할 수 있고, 이들 복합체의 형성으로 인해 리튬염의 열분해물 또는 리튬염으로부터 해리된 음이온이 안정화됨에 의하여 이들과 전해액과의 원하지 않는 부반응이 억제될 수 있으므로, 리튬 이차 전지의 사이클 수명 특성의 향상과 함께 리튬 이차 전지 내부에 가스가 발생하는 것을 방지하여 불량 발생률을 현저하게 감소시킬 수 있다.Specifically, the compound represented by Formula 1 may form a complex by coordinating with a thermal decomposition product of a lithium salt such as LiPF 6 or an anion dissociated from a lithium salt, and due to the formation of these complexes, Since the negative ions are stabilized, unwanted side reactions between them and the electrolyte can be suppressed, thus improving the cycle life characteristics of the lithium secondary battery and preventing gas from being generated inside the lithium secondary battery, significantly reducing the rate of defects. have.

특히, 화학식 2로 표현되는 화합물은 상기 화학식 1로 표현되는 화합물 보다 높은 환원 전위를 갖고 있어 SEI 막 형성에 먼저 참여함으로써, 상기 화학식 1로 표현되는 화합물의 과분해를 방지할 수 있고, 이에 따라 전해액과의 부반응이 억제됨으로 인하여 저항이 낮은 SEI막 및/또는 보호층을 형성할 수 있다.In particular, the compound represented by Formula 2 has a higher reduction potential than the compound represented by Formula 1, and thus participates in the formation of the SEI film first, thereby preventing overdecomposition of the compound represented by Formula 1, and thus the electrolyte solution The SEI film and/or the protective layer having low resistance may be formed by suppressing side reactions with.

일 실시예에서 상기 화학식 2로 표현되는 화합물은 상기 화학식 1로 표현되는 화합물 100 중량부에 대하여 50 중량부 내지 300 중량부로 포함될 수 있다.In an embodiment, the compound represented by Formula 2 may be included in an amount of 50 parts by weight to 300 parts by weight based on 100 parts by weight of the compound represented by Formula 1.

상기 화학식 1 및 화학식 2로 표현되는 화합물이 상기 함량비로 포함되는 경우, 저항이 낮으면서 열적 안정성이 우수한 SEI 피막을 형성하여 전해액 분해 반응을 억제할 수 있다.When the compounds represented by Chemical Formulas 1 and 2 are included in the content ratio, an SEI film having low resistance and excellent thermal stability may be formed to suppress an electrolyte solution decomposition reaction.

예컨대 상기 화학식 1로 표현되는 화합물은 전해액 총량에 대하여 0.05 중량% 내지 20 중량%의 함량으로 포함되고, 상기 화학식 2로 표현되는 화합물은 전해액 총량에 대하여 0.1 중량% 내지 10중량%의 함량으로 포함될 수 있다.For example, the compound represented by Formula 1 may be included in an amount of 0.05% to 20% by weight based on the total amount of the electrolyte, and the compound represented by Formula 2 may be included in an amount of 0.1% to 10% by weight based on the total amount of the electrolyte. have.

예컨대 상기 화학식 1로 표현되는 화합물은 전해액 총량에 대하여 0.1 중량% 내지 10 중량%의 함량으로 포함되고, 상기 화학식 2로 표현되는 화합물은 전해액 총량에 대하여 0.5 중량% 내지 10중량%의 함량으로 포함될 수 있다.For example, the compound represented by Formula 1 may be included in an amount of 0.1% to 10% by weight based on the total amount of the electrolyte, and the compound represented by Formula 2 may be included in an amount of 0.5% to 10% by weight based on the total amount of the electrolyte. have.

상기 화학식 1로 표현되는 화합물의 함량이 0.05 중량% 미만인 경우 고온 저장 및 스웰링 개선 효과가 저하되는 문제점이 있고, 20 중량%를 초과하는 경우 계면 저항 증가로 수명이 저하되는 문제점이 있다.When the content of the compound represented by Formula 1 is less than 0.05% by weight, there is a problem that the high temperature storage and swelling improvement effect is deteriorated, and when it exceeds 20% by weight, there is a problem that the lifespan is decreased due to an increase in interface resistance.

또한, 상기 화학식 2로 표현되는 화합물의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우 계면 저항 증가 억제 효과가 미미하고, 10 중량%를 초과하는 경우 점도가 증가하고 계면 저항이 증가하여 용량 확보 및 수명 등 전지 성능을 확보하는데 문제점이 있다.In addition, when the content of the compound represented by Formula 2 is less than 0.1% by weight, the effect of inhibiting the increase of the interface resistance is insignificant, and when it exceeds 10% by weight, the viscosity increases and the interface resistance increases, thereby improving battery performance such as capacity and lifespan. There is a problem in securing.

구체적인 일 실시예에서 상기 화학식 2로 표현되는 화합물은 전해액 총량에 대하여 0.5 중량% 내지 5중량%의 함량으로 포함될 수 있다.In a specific embodiment, the compound represented by Formula 2 may be included in an amount of 0.5% to 5% by weight based on the total amount of the electrolyte.

화학식 2로 표현되는 화합물이 상기 함량으로 포함되는 경우, 비교적 높은 환원 전위, 예컨대 2.0 V 내지 2.4 V에서 환원 분해가 먼저 진행되어 음극 표면에 Li+ 이온의 전달성이 우수한 SEI 막을 형성할 수 있다.When the compound represented by Formula 2 is included in the above content, reduction decomposition proceeds first at a relatively high reduction potential, such as 2.0 V to 2.4 V, thereby forming an SEI film having excellent Li + ion transfer properties on the surface of the negative electrode.

일 예로 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1로 표현될 수 있다.For example, Chemical Formula 1 may be represented by Chemical Formula 1-1 below.

[화학식 1-1][Formula 1-1]

Figure 112018040328123-pat00008
Figure 112018040328123-pat00008

상기 화학식 1-1에서, R1 내지 R6 및 n은 전술한 바와 같다.In Formula 1-1, R 1 to R 6 and n are as described above.

화학식 1-1로 표현되는 화합물은, 중심 원자인 인(P(Ⅲ))에 직접 결합된 전자 수용성 불소 치환기를 갖고 있어 양극 상부에 존재하는 SEI막의 안정성을 개선시킬 수 있다.The compound represented by Formula 1-1 has an electron-accepting fluorine substituent directly bonded to the central atom, phosphorus (P(III)), so that the stability of the SEI film present on the anode can be improved.

일 예로 상기 화학식 1-1은 하기 화학식 1-1A 또는 화학식 1-1B로 표현될 수 있다.For example, Chemical Formula 1-1 may be represented by Chemical Formula 1-1A or Chemical Formula 1-1B.

[화학식 1-1A] [화학식 1-1B][Formula 1-1A] [Formula 1-1B]

Figure 112018040328123-pat00009
Figure 112018040328123-pat00010
Figure 112018040328123-pat00009
Figure 112018040328123-pat00010

상기 화학식 1-1A 및 1-1B에서,In Formulas 1-1A and 1-1B,

R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10 알케닐기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10 알키닐기이다.R 1 to R 6 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C2 to C10 alkenyl group, or a substituted or unsubstituted C2 to It is a C10 alkynyl group.

구체적으로 상기 R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기일 수 있고, 더욱 구체적으로 상기 R1 내지 R6은 각각 수소일 수 있다.Specifically, R 1 to R 6 may each independently be hydrogen or a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, and more specifically, R 1 to R 6 may each be hydrogen.

예컨대 상기 화학식 1로 표현되는 화합물은 2-플루오로-1,3,2-디옥사포스포란(2-fluoro-1,3,2-dioxaphospholane)일 수 있다.For example, the compound represented by Formula 1 may be 2-fluoro-1,3,2-dioxaphospholane.

일 예로 상기 화학식 2는 하기 화학식 2-1로 표현될 수 있다.For example, Chemical Formula 2 may be represented by Chemical Formula 2-1 below.

[화학식 2-1][Formula 2-1]

Figure 112018040328123-pat00011
Figure 112018040328123-pat00011

상기 화학식 2에서, X2, m1 및 m2는 전술한 바와 같다.In Formula 2, X 2 , m1 and m2 are as described above.

구체적인 일 예로 상기 화학식 2로 표현되는 화합물은 리튬 비스(옥살레이토)보레이트(LiBOB: lithium bis(oxalato)borate), 리튬 디플루오로(옥살레이토)보레이트(LiFOB: lithium difluoro(oxalato)borate), 리튬 테트라플루오로(옥살레이토)포스페이트(LiTFOP: lithium tetrafluoro(oxalato)phosphate), 리튬 디플루오로 비스(옥살레이토)포스페이트(LiDFOP: lithium difluoro bis(oxlato)phosphate) 및 이들의 조합에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다.As a specific example, the compound represented by Formula 2 is lithium bis (oxalato) borate (LiBOB: lithium bis (oxalato) borate), lithium difluoro (oxalato) borate (LiFOB: lithium difluoro (oxalato) borate), lithium Tetrafluoro (oxalato) phosphate (LiTFOP: lithium tetrafluoro (oxalato) phosphate), lithium difluoro bis (oxalato) phosphate (LiDFOP: lithium difluoro bis (oxlato) phosphate) and at least one selected from a combination thereof I can.

예컨대, 리튬 비스(옥살레이토)보레이트(LiBOB: lithium bis(oxalato)borate), 리튬 디플루오로(옥살레이토)보레이트(LiFOB: lithium difluoro(oxalato)borate) 및 이들의 조합에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.For example, lithium bis (oxalato) borate (LiBOB: lithium bis (oxalato) borate), lithium difluoro (oxalato) borate (LiFOB: lithium difluoro (oxalato) borate), and a combination thereof, but It is not limited.

상기 첨가제는 비닐렌 카보네이트(VC), 플루오로에틸렌 카보네이트(FEC), 프로펜술톤(PST), 프로판술톤(PS), 리튬테트라플루오로보레이트(LiBF4), 숙시노니트릴(SN), 리튬 디플루오로포스페이트(LiPO2F2), 1,3,6-헥산트리카보니트릴(HTCN: 1,3,6-hexanetricarbonitrile;) 및 2-플루오로 바이페닐(2-FBP) 중 적어도 1종의 추가 첨가제를 더 포함할 수 있다.The additives are vinylene carbonate (VC), fluoroethylene carbonate (FEC), propene sultone (PST), propane sultone (PS), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), succinonitrile (SN), lithium di Addition of at least one of fluorophosphate (LiPO 2 F 2 ), 1,3,6-hexanetricarbonitrile (HTCN: 1,3,6-hexanetricarbonitrile;) and 2-fluoro biphenyl (2-FBP) It may further include additives.

상기 추가 첨가제는 상기 리튬 이차 전지용 전해액 총량에 대하여 5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대 5 중량% 내지 15 중량%의 함량으로 포함될 수 있다.The additional additive may be included in an amount of 5% to 20% by weight, for example, 5% to 15% by weight based on the total amount of the electrolyte for the lithium secondary battery.

또한, 상기 추가 첨가제 및 상기 화학식 1로 표현되는 화합물은 9 : 1 내지 1 : 1의 중량비, 예컨대 9 : 1 내지 8 : 2의 중량비로 포함될 수 있다.In addition, the additional additive and the compound represented by Formula 1 may be included in a weight ratio of 9: 1 to 1: 1, for example, in a weight ratio of 9: 1 to 8: 2.

추가 첨가제의 함량 범위가 상기와 같은 경우 전지 저항을 보다 효과적으로 억제하고 사이클 수명 특성이 더욱 향상된 리튬 이차 전지를 구현할 수 있다.When the content range of the additional additive is as described above, it is possible to more effectively suppress battery resistance and implement a lithium secondary battery having further improved cycle life characteristics.

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 the battery can move.

상기 비수성 유기 용매로는 카보네이트계, 에스테르계, 에테르계, 케톤계, 알코올계, 또는 비양성자성 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, 데카놀라이드(decanolide), 메발로노락톤(mevalonolactone), 카프로락톤(caprolactone) 등이 사용될 수 있다. 상기 에테르계 용매로는 디부틸 에테르, 테트라글라임, 디글라임, 디메톡시에탄, 2-메틸테트라히드로퓨란, 테트라히드로퓨란 등이 사용될 수 있다. 또한, 상기 케톤계 용매로는 시클로헥사논 등이 사용될 수 있다. 또한 상기 알코올계 용매로는 에틸알코올, 이소프로필 알코올 등이 사용될 수 있으며, 상기 비양성자성 용매로는 R-CN(R은 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. As the carbonate-based solvent, dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), methylpropyl carbonate (MPC), ethylpropyl carbonate (EPC), methyl ethyl 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, decanolide, mevalonolactone, Caprolactone or the like may be used. As the ether solvent, dibutyl ether, tetraglyme, diglyme, dimethoxyethane, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydrofuran, and the like may be used. In addition, cyclohexanone or the like may be used as the ketone-based solvent. In addition, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, etc. may be used as the alcohol-based solvent, and R-CN (R is a linear, branched, or cyclic hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms) as the aprotic solvent. , A double bonded aromatic ring or an ether bond), such as nitriles, amides such as dimethylformamide, dioxolanes such as 1,3-dioxolane, sulfolanes, etc. may be used. .

상기 유기 용매는 단독으로 또는 하나 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 하나 이상 혼합하여 사용하는 경우의 혼합 비율은 목적하는 전지 성능에 따라 적절하게 조절할 수 있고, 이는 당해 분야에 종사하는 사람들에게는 널리 이해될 수 있다.The organic solvent may be used alone or as a mixture of one or more, and the mixing ratio in the case of using one or more mixtures may be appropriately adjusted according to the desired battery performance, which may be widely understood by those engaged in the field. have.

상기 유기 용매는 상기 카보네이트계 용매에 방향족 탄화수소계 유기용매를 더 포함할 수도 있다. 이때 상기 카보네이트계 용매와 방향족 탄화수소계 용매는 1:1 내지 30:1의 부피비로 혼합될 수 있다.The 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 solvent may be mixed in a volume ratio of 1:1 to 30:1.

상기 방향족 탄화수소계 용매로는 하기 화학식 A의 방향족 탄화수소계 화합물이 사용될 수 있다.As the aromatic hydrocarbon-based solvent, an aromatic hydrocarbon-based compound represented by the following formula (A) may be used.

[화학식 A][Formula A]

Figure 112018040328123-pat00012
Figure 112018040328123-pat00012

(상기 화학식 A에서, R7 내지 R12는 서로 동일하거나 상이하며 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 할로알킬기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이다.)(In Formula A, R 7 to R 12 are the same as 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 용매의 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 solvent include benzene, fluorobenzene, 1,2-difluorobenzene, 1,3-difluorobenzene, 1,4-difluorobenzene, 1,2,3-trifluoro Lobenzene, 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-diiodobenzene, 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 Toluene, 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, It is selected from the group consisting of 5-triiodotoluene, xylene, and combinations thereof.

상기 전해액은 전지 수명을 향상시키기 위하여 비닐렌 카보네이트 외에 하기 화학식 B의 에틸렌계 카보네이트계 화합물을 수명 향상 첨가제로 더욱 포함할 수도 있다.In order to improve the battery life, the electrolyte may further include an ethylene-based carbonate-based compound of Formula B below as a life-improving additive in addition to vinylene carbonate.

[화학식 B][Formula B]

Figure 112018040328123-pat00013
Figure 112018040328123-pat00013

(상기 화학식 3에서, R13 및 R14는 서로 동일하거나 상이하며, 수소, 할로겐기, 시아노기(CN), 니트로기(NO2) 및 불소화된 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 이루어진 군에서 선택되며, 상기 R13 및 R14 중 적어도 하나는 할로겐기, 시아노기(CN), 니트로기(NO2) 및 불소화된 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 이루어진 군에서 선택되나, 단 R13 및 R14가 모두 수소는 아니다.)(In Formula 3, R 13 and R 14 are the same as or different from each other, and are selected from the group consisting of hydrogen, a halogen group, a cyano group (CN), a nitro group (NO 2 ), and a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. , At least one of R 13 and R 14 is selected from the group consisting of a halogen group, a cyano group (CN), a nitro group (NO 2 ), and a fluorinated C 1 to C 5 alkyl group, provided that both R 13 and R 14 are It is not hydrogen.)

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

본 발명의 일 구현예에 따른 비수성 유기 용매는 환형 카보네이트계 용매 및 사슬형 에스테르계 용매의 혼합 용매일 수 있다.The non-aqueous organic solvent according to an embodiment of the present invention may be a mixed solvent of a cyclic carbonate-based solvent and a chain ester-based solvent.

상기 환형 카보네이트계 용매는 에틸렌 카보네이트(EC)를 기본으로 한 이/삼성분계 용매일 수 있다.The cyclic carbonate-based solvent may be a two/three-component solvent based on ethylene carbonate (EC).

예컨대, 에틸렌 카보네이트(EC) 및 프로필렌 카보네이트(PC)의 이성분계 용매일 수 있다. 이 경우, 전지 성능의 저하 없이 넓은 온도 범위에서 전해액을 사용할 수 있다.For example, it may be a binary solvent of ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC). In this case, the electrolyte can be used in a wide temperature range without deteriorating battery performance.

특히, 환형 카보네이트계 용매와 함께 사슬형 에스테르계 용매를 포함함으로써, 용매 내 이온의 이동도가 증가하여 이온전도도가 향상될 수 있다.In particular, by including a chain-type ester-based solvent together with a cyclic carbonate-based solvent, the mobility of ions in the solvent may increase, thereby improving ionic conductivity.

예컨대, 사슬형 에스테르계 용매는 에틸 프로피오네이트(EP)와 프로필 프로피오네이트(PP)의 이성분계 유기 용매일 수 있다.For example, the chain ester solvent may be a binary organic solvent of ethyl propionate (EP) and propyl propionate (PP).

일 예로 상기 환형 카보네이트계 용매 및 상기 사슬형 에스테르계 용매는 2:8 내지 5:5의 부피비로 포함될 수 있고, 구체적으로 2:8 내지 4:6의 부피비로 포함될 수 있으며, 예컨대 3:7의 부피비로 포함될 수 있다.For example, the cyclic carbonate-based solvent and the chain ester-based solvent may be included in a volume ratio of 2:8 to 5:5, and specifically, may be included in a volume ratio of 2:8 to 4:6, for example, 3:7. It can be included in a volume ratio.

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, LiBF4, 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, LiI 및 LiB(C2O4)2(리튬 비스옥살레이트 보레이트(lithium bis(oxalato) borate: LiBOB)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 들 수 있다. 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 dissolved in an organic solvent, acts as a source of lithium ions in the battery, enables basic operation of a lithium secondary battery, and promotes the movement of lithium ions between the positive electrode and the negative electrode. Representative examples of such lithium salts are LiPF 6 , LiBF 4 , 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 It is an integer of 1 to 20), LiCl, LiI, and LiB(C 2 O 4 ) 2 (lithium bis(oxalato) borate: LiBOB). The concentration of the lithium salt is preferably within the range of 0.1M to 2.0 M. If the concentration of the lithium salt falls within the above range, the electrolyte has an appropriate conductivity and viscosity, so that excellent electrolyte performance can be exhibited, and lithium ions can move effectively. have.

본 발명의 다른 일 구현예는 양극; 음극; 및 전술한 전해액을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다.Another embodiment of the present invention is a positive electrode; cathode; And it provides a lithium secondary battery comprising the above-described electrolyte.

상기 음극의 표면에는 포스페이트계 폴리머 및 옥살레이트계 폴리머를 포함하는 계면층을 더 포함할 수 있다.An interface layer including a phosphate-based polymer and an oxalate-based polymer may be further included on the surface of the negative electrode.

음극의 표면에 계면층을 더 포함함으로써 고온 저장 특성 및 내저항 특성이 더욱 향상될 수 있다.By further including an interface layer on the surface of the negative electrode, high-temperature storage characteristics and resistance resistance characteristics may be further improved.

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

상기 양극 활물질로는 리튬의 가역적인 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물(리티에이티드 인터칼레이션 화합물)을 사용할 수 있다.As the positive electrode active material, a compound capable of reversible intercalation and deintercalation of lithium (reitiated intercalation compound) may be used.

구체적으로는 코발트, 망간, 니켈, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 금속과 리튬과의 복합 산화물 중 1종 이상의 것을 사용할 수 있다. Specifically, at least one of a composite oxide of lithium and a metal selected from cobalt, manganese, nickel, and combinations thereof may be used.

상기 양극 활물질의 예로 하기 화학식 중 어느 하나로 표현되는 화합물을 들 수 있다. An example of the positive electrode active material may be a compound represented by any one of the following formulas.

LiaA1 - bXbD2(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5); LiaA1 - bXbO2 - cDc(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05); LiaE1 - bXbO2 - cDc(0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05); LiaE2 - bXbO4 - cDc(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) 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 D c (0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05); Li a E 1 - b X b O 2 - c D c (0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05); Li a E 2 - b X b O 4 - c D c (0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05); Li a Ni 1 -b- c 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 -b- c 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 -b- c Co 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 1 -b- c 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 -b- c 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; D is selected from the group consisting of O, F, S, P, and combinations thereof; 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 하이드록시카보네이트로 이루어진 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 forming 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.

본 발명의 일 구현예에 따른 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물일 수 있다.The positive electrode active material according to an embodiment of the present invention may be lithium cobalt oxide.

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

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 양극 활물질층은 바인더 및 도전재를 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 of the present invention, the positive active material layer may 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 하며, 그 대표적인 예로는 폴리비닐알콜, 카르복시메틸셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로즈, 디아세틸셀룰로즈, 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 에틸렌 옥사이드를 포함하는 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 에폭시 수지, 나일론 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The binder adheres well the positive electrode active material particles to each other, and also plays a role in attaching the positive electrode active material to the current collector well, and representative examples thereof include polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose, diacetylcellulose, and polyvinyl Chloride, carboxylated polyvinylchloride, polyvinylfluoride, polymer containing ethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyurethane, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, polypropylene, styrene- Butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber, epoxy resin, nylon, etc. may be used, but the present invention is not limited thereto.

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

상기 전류 집전체로는 Al을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Al may be used as the current collector, but is not limited thereto.

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

상기 음극 활물질은 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 물질, 리튬 금속, 리튬 금속의 합금, 리튬에 도프 및 탈도프 가능한 물질 또는 전이 금속 산화물을 포함한다.The negative active material includes 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.

상기 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 물질로는 탄소 물질로서, 리튬 이온 이차 전지에서 일반적으로 사용되는 탄소계 음극 활물질은 어떠한 것도 사용할 수 있으며, 그 대표적인 예로는 결정질 탄소, 비정질 탄소 또는 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, any carbon-based negative active material generally used in lithium ion secondary batteries may be used as a carbon material, and a representative example thereof is crystalline carbon. , Amorphous carbon, or they 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 fired 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.As the lithium metal alloy, in the group consisting of lithium and Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Si, Sb, Pb, In, Zn, Ba, Ra, Ge, Al and Sn The alloy of the metal of choice can be used.

상기 리튬에 도프 및 탈도프 가능한 물질로는 Si, Si-C 복합체, 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), 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) 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, Tl, 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, Si-C composite, SiO x (0 <x <2), Si-Q alloy (where Q is an alkali metal, alkaline earth metal, group 13 element, group 14 element, It is an element selected from the group consisting of a group 15 element, a group 16 element, a transition metal, a rare earth element, and a combination thereof, but not Si), Sn, SnO2, Sn-R (wherein R is an alkali metal, alkaline earth metal, group 13 An element selected from the group consisting of an element, a group 14 element, a group 15 element, a group 16 element, a transition metal, a rare earth element, and a combination thereof, and not Sn), and the like, and at least one of them and SiO 2 You can also mix and use. 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, Tl, Ge, P, As, Sb, Bi, What is selected from the group consisting of S, Se, Te, Po, and combinations thereof may be used.

상기 전이 금속 산화물로는 바나듐 산화물, 리튬 바나듐 산화물 또는 리튬 티타늄 산화물 등을 들 수 있다.The transition metal oxide may include vanadium oxide, lithium vanadium oxide, or lithium titanium oxide.

상기 음극 활물질 층에서 음극 활물질의 함량은 음극 활물질 층 전체 중량에 대하여 95 중량% 내지 99 중량%일 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.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 음극 활물질 층은 바인더를 포함하며, 선택적으로 도전재를 더욱 포함할 수도 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 중량% 내지 5 중량%, 도전재를 1 중량% 내지 5 중량% 사용할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the negative active material layer includes a binder, and may optionally further include a conductive material. 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, the negative active material may be used in an amount of 90% to 98% by weight, a binder may be used in an amount of 1% to 5% by weight, and a conductive material may be used in an amount of 1% to 5% by weight.

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 serves to attach the negative active material to the current collector well. 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 containing ethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyurethane, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride , Polyethylene, polypropylene, polyamideimide, polyimide, or combinations thereof.

상기 수용성 바인더로는 고무계 바인더 또는 고분자 수지 바인더를 들 수 있다. 상기 고무계 바인더는 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버(SBR), 아크릴로나이트릴-부타디엔 러버, 아크릴 고무, 부틸고무, 불소고무 및 이들의 조합에서 선택되는 것일 수 있다. 상기 고분자 수지 바인더는 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌프로필렌공중합체, 폴리에틸렌옥시드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리에피크로로히드린, 폴리포스파젠, 폴리아크릴로니트릴, 폴리스틸렌, 에틸렌프로필렌디엔공중합체, 폴리비닐피리딘, 클로로설폰화폴리에틸렌, 라텍스, 폴리에스테르수지, 아크릴수지, 페놀수지, 에폭시 수지, 폴리비닐알콜으로 및 이들의 조합에서 선택되는 것일 수 있다. The water-soluble binder may be a rubber-based binder or a polymer resin binder. The rubber-based binder may be selected from styrene-butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber (SBR), acrylonitrile-butadiene rubber, acrylic rubber, butyl rubber, fluorine rubber, and combinations thereof. The polymeric resin binder is polytetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene propylene copolymer, polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyepichlorohydrin, polyphosphazene, polyacrylonitrile, polystyrene, Ethylene propylene diene copolymer, polyvinylpyridine, chlorosulfonated polyethylene, latex, polyester resin, acrylic resin, phenol resin, epoxy resin, polyvinyl alcohol, and combinations thereof.

상기 음극 바인더로 수용성 바인더를 사용하는 경우, 점성을 부여할 수 있는 셀룰로즈 계열 화합물을 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 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 parts by weight 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 사용가능하며, 그 예로 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 탄소섬유 등의 탄소계 물질; 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말 또는 금속 섬유 등의 금속계 물질; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 폴리머; 또는 이들의 혼합물을 포함하는 도전성 재료를 사용할 수 있다.The conductive material is used to impart conductivity to the electrode, and in the battery constituted, any material can be used as long as it does not cause chemical change and is an electron conductive material, such as natural graphite, artificial graphite, carbon black, acetylene black, Ketjen Carbon-based materials such as black and carbon fiber; Metal-based materials such as metal powders such as copper, nickel, aluminum, and silver, or metal fibers; Conductive polymers such as polyphenylene derivatives; Alternatively, a conductive material containing a mixture thereof may be used.

상기 집전체로는 구리 박, 니켈 박, 스테인레스강 박, 티타늄 박, 니켈 발포체(foam), 구리 발포체, 전도성 금속이 코팅된 폴리머 기재, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.The current collector may be selected from the group consisting of 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 combinations thereof.

리튬 이차 전지의 종류에 따라 양극과 음극 사이에 세퍼레이터가 존재할 수 도 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.Depending on the type of lithium secondary battery, a separator may exist between the positive electrode and the negative electrode. 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 원통형인 것을 예로 설명하지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 각형, 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. A lithium secondary battery according to an embodiment is described as an example that has a cylindrical shape, but the present invention is not limited thereto, and may be applied to various types of batteries such as a square shape and a pouch type.

도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지(100)는 음극(112), 음극(112)과 대향하여 위치하는 양극(114), 음극(112)과 양극(114) 사이에 배치되어 있는 세퍼레이터(113) 및 음극(112), 양극(114) 및 세퍼레이터(113)를 함침하는 전해액(도시하지 않음)을 포함하는 전지 셀과, 상기 전지 셀을 담고 있는 전지 용기(120) 및 상기 전지 용기(120)를 밀봉하는 밀봉 부재(140)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a lithium secondary battery 100 according to an embodiment is disposed between a negative electrode 112, a positive electrode 114 positioned opposite to the negative electrode 112, and between the negative electrode 112 and the positive electrode 114. A battery cell including an electrolyte (not shown) impregnating the separator 113 and the negative electrode 112, the positive electrode 114 and the separator 113, and a battery container 120 and the battery containing the battery cell And a sealing member 140 for sealing the container 120.

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.

리튬 이차 전지의 제작Fabrication of lithium secondary battery

실시예Example 1 One

양극 활물질로서 LiCoO2, 바인더로서 폴리비닐리덴 플루오라이드 및 도전재로서 카본블랙을 각각 92:4:4의 중량비로 혼합하여, N-메틸 피롤리돈에 분산시켜 양극 활물질 슬러리를 제조하였다. LiCoO 2 as a positive electrode active material, polyvinylidene fluoride as a binder, and carbon black as a conductive material were mixed at a weight ratio of 92:4:4, respectively, and dispersed in N-methyl pyrrolidone to prepare a positive electrode active material slurry.

상기 양극 활물질 슬러리를 15㎛ 두께의 Al 포일 위에 코팅하고, 100℃에서 건조한 후, 압연(press)하여 양극을 제조하였다.The positive electrode active material slurry was coated on an Al foil having a thickness of 15 μm, dried at 100° C., and then rolled to prepare a positive electrode.

음극 활물질로서 인조 흑연, 바인더로서 폴리비닐리덴 플루오라이드를 각각 98:2의 중량비로 혼합하여, N-메틸 피롤리돈에 분산시켜 음극 활물질 슬러리를 제조하였다.Artificial graphite as a negative electrode active material and polyvinylidene fluoride as a binder were mixed in a weight ratio of 98:2, respectively, and dispersed in N-methyl pyrrolidone to prepare a negative electrode active material slurry.

상기 음극 활물질 슬러리를 10㎛ 두께의 Cu 포일 위에 코팅하고, 100℃에서 건조한 후, 압연(press)하여 음극을 제조하였다.The negative active material slurry was coated on a Cu foil having a thickness of 10 μm, dried at 100° C., and then rolled to prepare a negative electrode.

상기 제조된 양극 및 음극과 두께 25㎛의 폴리에틸렌 재질의 세퍼레이터 그리고 전해액을 사용하여 리튬 이차 전지를 제조하였다.A lithium secondary battery was manufactured using the prepared positive and negative electrodes, a separator made of polyethylene having a thickness of 25 μm, and an electrolyte.

전해액 조성은 하기와 같다.The composition of the electrolyte solution is as follows.

(전해액 조성)(Electrolyte composition)

염: LiPF6 1.15 MSalt: LiPF 6 1.15 M

용매: 에틸렌 카보네이트:프로필렌 카보네이트:에틸 프로피오네이트:프로필 프로피오네이트 (EC:EP=30:70의 부피비)Solvent: ethylene carbonate: propylene carbonate: ethyl propionate: propyl propionate (EC:EP=30:70 by volume)

첨가제: 2-플루오로-1,3,2-디옥사포스포란 1 중량%, LiFOB 0.5 중량%, FEC 5 중량%, VC 1중량%Additives: 2-fluoro-1,3,2-dioxaphosphoran 1% by weight, LiFOB 0.5% by weight, FEC 5% by weight, VC 1% by weight

(단, 상기 전해액 조성에서 "중량%"는 전해액 전체 함량을 기준으로 한 것이다.)(However, "% by weight" in the composition of the electrolyte is based on the total content of the electrolyte.)

실시예Example 2 내지 4 2 to 4

상기 LiFOB의 함량을 1 중량%, 2 중량% 및 3 중량%로 각각 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차 전지를 제작하였다.A lithium secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the contents of LiFOB were changed to 1% by weight, 2% by weight, and 3% by weight, respectively.

실시예Example 5 5

상기 LiFOB 대신 LiBOB를 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 리튬 이차 전지를 제작하였다.A lithium secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 2, except that LiBOB was added instead of LiFOB.

비교예Comparative example 1 One

첨가제로서 LiFOB를 첨가하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차 전지를 제작하였다.A lithium secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that LiFOB was not added as an additive.

전지 특성 평가Battery characteristic evaluation

평가 1: 저온 및 상온 저항 특성 평가Evaluation 1: Low and room temperature resistance characteristics evaluation

실시예 1 내지 5, 및 비교예 1에 따라 제작된 각각의 리튬 이차 전지를 0℃ 및 25℃에서 각각 100% 충전 상태에서 0.1C의 정전류로 방전하고 각각 충전 상태 70%, 20%, 10% 에서 10초간 1C의 정전류 방전하였다 Each lithium secondary battery manufactured according to Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 was discharged at a constant current of 0.1C in a 100% charge state at 0°C and 25°C, respectively, and a charge state of 70%, 20%, and 10%, respectively. Discharged at a constant current of 1C for 10 seconds

직류 저항 (DC-IR)은 1C와 0.1C의 데이터로부터 식 ΔR =ΔV/ΔI에 의해 계산하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The direct current resistance (DC-IR) was calculated by the formula ΔR =ΔV/ΔI from the data of 1C and 0.1C, and the results are shown in Table 1 below.

25℃ DC-IR (1C/0.1C)
(mOhm)
25℃ DC-IR (1C/0.1C)
(mOhm)
0℃ DC-IR (1C/0.1C)
(mOhm)
0℃ DC-IR (1C/0.1C)
(mOhm)
SOC70SOC70 SOC20SOC20 SOC10SOC10 SOC70SOC70 SOC20SOC20 SOC10SOC10 실시예 1Example 1 46.2146.21 50.6550.65 55.1055.10 139.92139.92 168.08168.08 174.79174.79 실시예 2Example 2 43.8443.84 47.9747.97 52.1052.10 138.12138.12 165.98165.98 172.25172.25 실시예 3Example 3 44.2144.21 48.6548.65 52.0052.00 138.23138.23 166.00166.00 172.20172.20 실시예 4Example 4 44.1944.19 48.4348.43 51.8751.87 138.20138.20 165.80165.80 171.98171.98 실시예 5Example 5 43.9543.95 48.0348.03 52.3552.35 139.20139.20 167.80167.80 173.20173.20 비교예 1Comparative Example 1 52.5452.54 56.9856.98 61.9161.91 152.71152.71 174.40174.40 181.10181.10

표 1을 참조하면, 일 구현예에 따른 첨가제를 사용한 실시예 1 내지 5에 따른 리튬 이차 전지의 경우 비교예 1에 따른 리튬 이차 전지와 비교하여 상온 및 저온 직류-저항이 저감됨을 확인할 수 있다. 따라서, 일 구현예에 따른 화합물을 첨가제로서 사용하면 충전 상태 전지의 내저항성이 향상되는 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 1, it can be seen that in the case of the lithium secondary battery according to Examples 1 to 5 using the additive according to an embodiment, room temperature and low temperature DC-resistance are reduced compared to the lithium secondary battery according to Comparative Example 1. Therefore, it can be seen that the resistance resistance of the charged-state battery is improved when the compound according to the embodiment is used as an additive.

평가 2: 두께 변화율Evaluation 2: rate of thickness change

상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1에 따라 제작된 리튬 이차 전지를 25℃에서 0.5C로 만충전을 실시한 후 초기 두께를 측정하고 60℃에서 4주간 방치한 후에 전지 두께를 측정하여, 초기 두께에 대한 두께 증가값 (60℃ 4주 방치 후 두께-초기 두께)의 두께 변화율(%)을 계산하였다. The lithium secondary batteries manufactured according to Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 were fully charged at 25°C at 0.5C, and then the initial thickness was measured and left at 60°C for 4 weeks, and then the thickness of the battery was measured. The thickness change rate (%) of the thickness increase value (thickness-initial thickness after being left at 60° C. for 4 weeks) was calculated.

또한, 85℃에서 8시간 방치한 후에 전지 두께를 측정하여, 초기 두께에 대한 두께 증가값 (85℃ 8시간 방치 후 두께-초기 두께)의 두께 변화율(%)을 계산하였다.In addition, the thickness of the battery was measured after allowing it to stand at 85° C. for 8 hours, and the thickness change rate (%) of the thickness increase value (thickness after leaving at 85° C. for 8 hours – initial thickness) with respect to the initial thickness was calculated.

상기 계산된 두께 변화율 (%)을 하기 표 2에 나타내었다. The calculated thickness change rate (%) is shown in Table 2 below.

두께 증가율 @ 60℃ 4주 (%)Thickness increase rate @ 60℃ 4 weeks (%) 두께 증가율 @ 85℃ 8hr (%)Thickness increase rate @ 85℃ 8hr (%) 실시예 1Example 1 7.127.12 6.516.51 실시예 2Example 2 6.556.55 5.155.15 실시예 3Example 3 6.316.31 5.135.13 실시예 4Example 4 8.698.69 8.078.07 실시예 5Example 5 6.236.23 5.115.11 비교예 1Comparative Example 1 10.4210.42 8.138.13

상기 표 2에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 첨가제를 포함하는 전해액을 사용한 실시예 1 내지 5의 리튬 이차 전지는, 비교예 1의 리튬 이차 전지에 비하여 60℃ 4주 방치 후 전지의 두께 증가율과 85℃ 8시간 방치 후 전지의 두께 증가율 모두 효과적으로 억제할 수 있음을 알 수 있다.As shown in Table 2, the lithium secondary batteries of Examples 1 to 5 using an electrolyte containing an additive according to an embodiment of the present invention are compared to the lithium secondary battery of Comparative Example 1 after standing at 60°C for 4 weeks. It can be seen that both the thickness increase rate of and the thickness increase rate of the battery after leaving for 8 hours at 85°C can be effectively suppressed.

즉, 고온 중·장기 방치 시 스웰링 특성과 고온 단기 방치 시 스웰링 특성이 모두 우수한 것으로 나타났다.In other words, it was found that both the swelling characteristics when left to stand at high temperature for a long term and the swelling characteristics when left at high temperature for a short term were excellent.

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

100: 리튬 이차 전지
112: 음극
113: 세퍼레이터
114: 양극
120: 전지 용기
140: 봉입 부재
100: lithium secondary battery
112: cathode
113: separator
114: anode
120: battery container
140: sealing member

Claims (12)

비수성 유기 용매, 리튬염 및 첨가제를 포함하고,
상기 첨가제는 하기 화학식 1로 표현되는 화합물 및 하기 화학식 2로 표현되는 화합물을 포함하며,
상기 화학식 2로 표현되는 화합물은 상기 화학식 1로 표현되는 화합물 100 중량부에 대하여 50 중량부 내지 300 중량부로 포함되는 리튬 이차 전지용 전해액:
[화학식 1]
Figure 112018040328123-pat00014

상기 화학식 1에서,
X1은 플루오로기, 클로로기, 브로모기 또는 아이오도기이고,
R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴기이고,
n은 0 또는 1의 정수이고;
[화학식 2]
Figure 112018040328123-pat00015

상기 화학식 2에서,
X2는 플루오로기, 클로로기, 브로모기 또는 아이오도기이고,
M은 Al, B 또는 P이고,
m1은 1 내지 4의 정수 중 하나이고,
m2는 0 내지 8의 정수 중 하나이다.
Including a non-aqueous organic solvent, a lithium salt and an additive,
The additive includes a compound represented by the following formula (1) and a compound represented by the following formula (2),
The compound represented by Formula 2 is an electrolyte for a lithium secondary battery contained in an amount of 50 to 300 parts by weight based on 100 parts by weight of the compound represented by Formula 1:
[Formula 1]
Figure 112018040328123-pat00014

In Formula 1,
X 1 is a fluoro group, a chloro group, a bromo group or an iodo group,
R 1 to R 6 are each independently hydrogen, a cyano group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted A C2 to C20 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group, or a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroaryl group,
n is an integer of 0 or 1;
[Formula 2]
Figure 112018040328123-pat00015

In Chemical Formula 2,
X 2 is a fluoro group, a chloro group, a bromo group or an iodo group,
M is Al, B or P,
m1 is one of an integer from 1 to 4,
m2 is one of an integer from 0 to 8.
제1항에서,
상기 화학식 1로 표현되는 화합물은 전해액 총량에 대하여 0.05 중량% 내지 20 중량%의 함량으로 포함되고,
상기 화학식 2로 표현되는 화합물은 전해액 총량에 대하여 0.1 중량% 내지 10 중량%의 함량으로 포함되는 리튬 이차 전지용 전해액.
In claim 1,
The compound represented by Formula 1 is contained in an amount of 0.05% to 20% by weight based on the total amount of the electrolyte,
The compound represented by Formula 2 is an electrolyte for a lithium secondary battery contained in an amount of 0.1% to 10% by weight based on the total amount of the electrolyte.
제2항에서,
상기 화학식 2로 표현되는 화합물은 전해액 총량에 대하여 0.5 중량% 내지 5 중량%의 함량으로 포함되는 리튬 이차 전지용 전해액.
In paragraph 2,
The compound represented by Formula 2 is an electrolyte for a lithium secondary battery contained in an amount of 0.5% to 5% by weight based on the total amount of the electrolyte.
제1항에서,
상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1로 표현되는 리튬 이차 전지용 전해액:
[화학식 1-1]
Figure 112018040328123-pat00016

상기 화학식 1-1에서,
R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴기이고,
n은 0 또는 1의 정수이다.
In claim 1,
Formula 1 is an electrolyte for a lithium secondary battery represented by the following Formula 1-1:
[Formula 1-1]
Figure 112018040328123-pat00016

In Formula 1-1,
R 1 to R 6 are each independently hydrogen, a cyano group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted A C2 to C20 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group, or a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroaryl group,
n is an integer of 0 or 1.
제4항에서,
상기 화학식 1-1은 하기 화학식 1-1A 또는 화학식 1-1B로 표현되는 리튬 이차 전지용 전해액:
[화학식 1-1A] [화학식 1-1B]
Figure 112018040328123-pat00017
Figure 112018040328123-pat00018

상기 화학식 1-1A 및 1-1B에서,
R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10 알케닐기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10 알키닐기이다.
n은 0 또는 1의 정수이다.
In claim 4,
Formula 1-1 is an electrolyte for a lithium secondary battery represented by the following Formula 1-1A or Formula 1-1B:
[Formula 1-1A] [Formula 1-1B]
Figure 112018040328123-pat00017
Figure 112018040328123-pat00018

In Formulas 1-1A and 1-1B,
R 1 to R 6 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C2 to C10 alkenyl group, or a substituted or unsubstituted C2 to It is a C10 alkynyl group.
n is an integer of 0 or 1.
제1항에서,
상기 화학식 2로 표현되는 화합물은 리튬 비스(옥살레이토)보레이트(LiBOB: lithium bis(oxalato)borate), 리튬 디플루오로(옥살레이토)보레이트(LiFOB: lithium difluoro(oxalato)borate), 리튬 테트라플루오로(옥살레이토)포스페이트(LiTFOP: lithium tetrafluoro(oxalato)phosphate), 리튬 디플루오로 비스(옥살레이토)포스페이트(LiDFOP: lithium difluoro bis(oxlato)phosphate) 및 이들의 조합에서 선택되는 적어도 하나인 리튬 이차 전지용 전해액.
In claim 1,
The compound represented by Formula 2 is lithium bis (oxalato) borate (LiBOB: lithium bis (oxalato) borate), lithium difluoro (oxalato) borate (LiFOB: lithium difluoro (oxalato) borate), lithium tetrafluoro (Oxalato) phosphate (LiTFOP: lithium tetrafluoro (oxalato) phosphate), lithium difluoro bis (oxalato) phosphate (LiDFOP: lithium difluoro bis (oxlato) phosphate) and at least one selected from a combination thereof, for a lithium secondary battery Electrolyte.
제1항에서,
상기 첨가제는 비닐렌 카보네이트(VC), 플루오로에틸렌 카보네이트(FEC), 프로펜술톤(PST), 프로판술톤(PS), 리튬테트라플루오로보레이트(LiBF4), 숙시노니트릴(SN), 리튬 디플루오로포스페이트(LiPO2F2), 1,3,6-헥산트리카보니트릴(HTCN: 1,3,6-hexanetricarbonitrile;) 및 2-플루오로 바이페닐(2-FBP) 중 적어도 1종의 추가 첨가제를 더 포함하는 리튬 이차 전지용 전해액.
In claim 1,
The additives are vinylene carbonate (VC), fluoroethylene carbonate (FEC), propene sultone (PST), propane sultone (PS), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), succinonitrile (SN), lithium di Addition of at least one of fluorophosphate (LiPO 2 F 2 ), 1,3,6-hexanetricarbonitrile (HTCN: 1,3,6-hexanetricarbonitrile;) and 2-fluoro biphenyl (2-FBP) An electrolyte for a lithium secondary battery further comprising an additive.
제7항에서,
상기 추가 첨가제는 상기 리튬 이차 전지용 전해액 총량에 대하여 5 중량% 내지 20 중량%의 함량으로 포함되는 리튬 이차 전지용 전해액.
In clause 7,
The additional additive is an electrolyte for a lithium secondary battery contained in an amount of 5% to 20% by weight based on the total amount of the electrolyte for a lithium secondary battery.
제1항에서,
상기 비수성 유기 용매는 환형 카보네이트계 용매 및 사슬형 에스테르계 용매의 혼합 용매인 리튬 이차 전지용 전해액.
In claim 1,
The non-aqueous organic solvent is an electrolyte for a lithium secondary battery, which is a mixed solvent of a cyclic carbonate-based solvent and a chain ester-based solvent.
제9항에서,
상기 환형 카보네이트계 용매 및 상기 사슬형 에스테르계 용매는 2:8 내지 5:5의 부피비로 포함되는 리튬 이차 전지용 전해액.
In claim 9,
The cyclic carbonate-based solvent and the chain-type ester-based solvent are contained in a volume ratio of 2:8 to 5:5 for a lithium secondary battery electrolyte.
양극;
음극; 및
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 전해액
을 포함하는 리튬 이차 전지.
anode;
cathode; And
The electrolyte according to any one of claims 1 to 10
Lithium secondary battery comprising a.
제11항에서,
상기 음극의 표면에는 포스페이트계 폴리머 및 옥살레이트계 폴리머를 포함하는 계면층을 더 포함하는 리튬 이차 전지.
In clause 11,
A lithium secondary battery further comprising an interface layer including a phosphate-based polymer and an oxalate-based polymer on the surface of the negative electrode.
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EP4142007A1 (en) * 2021-08-26 2023-03-01 Samsung SDI Co., Ltd. Rechargeable lithium battery
KR20230031007A (en) * 2021-08-26 2023-03-07 삼성에스디아이 주식회사 Rechargeable lithium battery
KR20230146375A (en) * 2022-04-12 2023-10-19 삼성에스디아이 주식회사 Rechargeable lithium battery
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3142181B1 (en) * 2014-05-08 2018-12-12 Samsung SDI Co., Ltd. Organic electrolyte and lithium battery employing said electrolyte
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