KR102440653B1 - Additives composition for electrolyte of lithium secondary battery and manufacturing method thereof - Google Patents
Additives composition for electrolyte of lithium secondary battery and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR102440653B1 KR102440653B1 KR1020200059535A KR20200059535A KR102440653B1 KR 102440653 B1 KR102440653 B1 KR 102440653B1 KR 1020200059535 A KR1020200059535 A KR 1020200059535A KR 20200059535 A KR20200059535 A KR 20200059535A KR 102440653 B1 KR102440653 B1 KR 102440653B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- formula
- lithium secondary
- secondary battery
- additive composition
- electrolyte additive
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0567—Liquid materials characterised by the additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D233/00—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings
- C07D233/54—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
본 발명의 실시예에 의한 리튬 이차전지용 전해질 첨가제 조성물은 하기 화학식 4로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, R1 은 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1-C6 알킬기, C3-C6 사이클로알킬기 이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고, R2는 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1-C6 알킬기, C3-C6 사이클로알킬기이다.)The electrolyte additive composition for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention may be represented by the following formula (4).
[Formula 1]
(In Formula 1, R 1 and R 2 are are the same as or different from each other, and R 1 is each independently hydrogen, deuterium, a C1-C6 alkyl group, or a C3-C6 cycloalkyl group, or combines with adjacent groups to form a substituted or unsubstituted ring, and R2 is each independently hydrogen, Deuterium, C1-C6 alkyl group, C3-C6 cycloalkyl group)
Description
본 발명은 리튬 이차전지용 전해질 첨가제 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 리튬 이차전지용 전해질에 첨가되어 리튬 이차전지의 성능을 향상시킬 수 있는 리튬이차전지용 전해질 첨가제 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electrolyte additive composition for a lithium secondary battery and a method for manufacturing the same, and more particularly, to an electrolyte additive composition for a lithium secondary battery that can be added to an electrolyte for a lithium secondary battery to improve the performance of a lithium secondary battery, and a method for manufacturing the same will be.
전지는 비디오 카메라, 휴대폰, 노트북 컴퓨터 등 휴대용 전자기기의 구동 전원으로 사용된다. 재충전이 가능한 리튬 이차전지는 기존의 납 축전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈수소 전지, 니켈아연 전지 등과 비교하여 단위 중량 당 에너지 밀도가 3배 이상 높고 고속 충전이 가능하다.Batteries are used as driving power for portable electronic devices such as video cameras, mobile phones, and notebook computers. Rechargeable lithium secondary batteries have more than three times higher energy density per unit weight compared to conventional lead-acid batteries, nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries, and nickel-zinc batteries, and enable fast charging.
이러한 리튬 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있으며, 이에 따라 높은 에너지 밀도와 방전 전압을 갖는 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해졌고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.The demand for such a lithium secondary battery is rapidly increasing, and accordingly, a lot of research has been conducted on a lithium secondary battery having a high energy density and a discharge voltage, and it is also commercialized and widely used.
리튬 이차전지는 기타 전지와 비교하여 무게가 가볍고, 체적이 작으며, 동작 전압이 높고, 에너지 밀도가 높으며, 출력 전력이 크고, 충전 효율이 높으며, 메모리 효과가 없고 수명이 길다는 등의 장점을 가진다. 따라서 휴대폰, 노트북 등의 디지털 제품 분야에서 광범위하게 응용되고 있고, 특히 전기자동차, 대형 에너지 저장장치를 위한 최고 선택 중 하나로 여겨지고 있다.Compared to other batteries, lithium secondary batteries have advantages such as light weight, small volume, high operating voltage, high energy density, large output power, high charging efficiency, no memory effect, and long lifespan. have Therefore, it is widely applied in the field of digital products such as mobile phones and laptops, and is considered as one of the best choices for electric vehicles and large energy storage devices in particular.
최근 들어, 전기 자동차와 같은 중대형 리튬 이차전지의 개발이 진행됨에 따라 고전압 및 고용량의 리튬 이차전지를 구현하기 위해 다양한 연구가 진행되고 있는데, 특히 고전압 고용량을 구현하기 위해 이에 적합한 첨가제가 필요한 상황이다.Recently, as the development of medium and large-sized lithium secondary batteries such as electric vehicles progresses, various studies are being conducted to realize high-voltage and high-capacity lithium secondary batteries.
본 발명은 리튬 이차전지용 전해질에 첨가되어 리튬 이차전지의 충방전 특성, 수명 특성 및 용량 특성 등의 성능을 향상시킬 수 있는 신규의 리튬이차전지용 전해질 첨가제 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a novel electrolyte additive composition for a lithium secondary battery that is added to an electrolyte for a lithium secondary battery to improve performance such as charge/discharge characteristics, lifespan characteristics and capacity characteristics of a lithium secondary battery, and a method for manufacturing the same .
본 발명의 실시예에 의한 리튬 이차전지용 전해질 첨가제 조성물은 하기 화학식 4로 표시될 수 있다. The electrolyte additive composition for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention may be represented by the following formula (4).
[화학식 1][Formula 1]
(상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, R1 은 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1-C6 알킬기, C3-C6 사이클로알킬기 이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고, R2는 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1-C6 알킬기, C3-C6 사이클로알킬기이다.)(In Formula 1, R 1 and R 2 are are the same as or different from each other, and R 1 is each independently hydrogen, deuterium, a C1-C6 alkyl group, or a C3-C6 cycloalkyl group, or combines with adjacent groups to form a substituted or unsubstituted ring, and R2 is each independently hydrogen, Deuterium, C1-C6 alkyl group, C3-C6 cycloalkyl group)
본 발명의 실시예에 의한 리튬 이차전지용 전해질 첨가제 조성물은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다. The electrolyte additive composition for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention may be represented by the following formula (2).
[화학식 2][Formula 2]
본 발명의 실시예에 의한 리튬 이차전지용 전해질 첨가제 조성물 제조방법은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제조하기 위하여, 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 유기 용매 하에서 반응시키는 제 1 단계; 상기 제 1 단계에서 생성된 이미다졸 화합물을 제거하는 제 2 단계; 및 상기 제 2 단계에서 유기 용매에 용해되어 있는 화합물을 농축 및 재결정하는 제 3 단계;를 포함한다. The method for preparing an electrolyte additive composition for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention comprises reacting a compound represented by the following formula (3) and a compound represented by the following formula (4) in an organic solvent in order to prepare the compound represented by the above formula (1). Stage 1; a second step of removing the imidazole compound produced in the first step; and a third step of concentrating and recrystallizing the compound dissolved in the organic solvent in the second step.
[화학식 3][Formula 3]
(상기 화학식 3에서 R1 은 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1-C6 알킬기, C3-C6 사이클로알킬기 이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.)(In Formula 3, R 1 is each independently hydrogen, deuterium, a C1-C6 alkyl group, a C3-C6 cycloalkyl group, or a substituted or unsubstituted ring by combining with adjacent groups.)
[화학식 4][Formula 4]
(상기 화학식 4에서 R2 은 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1-C6 알킬기, C3-C6 사이클로알킬기이다.)(In Formula 4, R 2 is each independently hydrogen, deuterium, a C1-C6 alkyl group, or a C3-C6 cycloalkyl group.)
본 발명의 실시예에 의한 리튬 이차전지용 전해질 첨가제 조성물 제조방법은 상기 제 1 단계에서 상기 화학식 4로 표시되는 화합물 1 당량에 대해, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 1 내지 4 당량으로 반응시킬 수 있다. In the method for preparing an electrolyte additive composition for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention, 1 to 4 equivalents of the compound represented by Formula 3 may be reacted with respect to 1 equivalent of the compound represented by Formula 4 in the first step. .
본 발명의 실시예에 의한 리튬 이차전지용 전해질 첨가제 조성물 제조방법에서 상기 제 1 단계의 반응 온도는 -5 내지 100℃일 수 있다. In the method for preparing an electrolyte additive composition for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention, the reaction temperature of the first step may be -5 to 100°C.
본 발명의 실시예에 의한 리튬 이차전지용 전해질 첨가제 조성물 제조방법에서 상기 제 1 단계의 유기 용매는 메틸렌클로라이드, 다이클로로 에탄, 다이에틸 에테르, 다이아이소프로필 에테르 및 테트라하이드로 퓨란으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상일 수 있다. In the method for preparing an electrolyte additive composition for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention, the organic solvent of the first step is at least selected from the group consisting of methylene chloride, dichloro ethane, diethyl ether, diisopropyl ether, and tetrahydrofuran. It may be any one or more.
본 발명의 실시예에 의한 리튬 이차전지용 전해질 첨가제 조성물 제조방법에서 상기 제 1 단계의 유기 용매의 수분의 농도는 10 - 1000ppm일 수 있다.In the method for preparing an electrolyte additive composition for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention, the concentration of moisture in the organic solvent in the first step may be 10 - 1000 ppm.
본 발명의 실시예에 의한 리튬 이차전지용 전해질 첨가제 조성물 제조방법은 상기 제 3 단계 이후, 상기 농축 및 재결정 된 화합물을 여과하는 제 4 단계; 및 상기 여과물을 진공하에서 건조하는 제 5 단계;를 더 포함할 수 있다. The method for preparing an electrolyte additive composition for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a fourth step of filtering the concentrated and recrystallized compound after the third step; and a fifth step of drying the filtrate under vacuum.
본 발명은 리튬 이차전지용 전해질에 첨가되어 리튬 이차전지의 충방전 특성, 수명 특성 및 용량 특성 등의 성능을 향상시킬 수 있는 신규의 리튬이차전지용 전해질 첨가제 조성물 및 그 제조방법을 제공한다. The present invention provides a novel electrolyte additive composition for a lithium secondary battery that is added to an electrolyte for a lithium secondary battery to improve performance such as charge/discharge characteristics, lifespan characteristics and capacity characteristics of a lithium secondary battery, and a method for manufacturing the same.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. These examples are only for illustrating the present invention and should not be construed as limiting the scope of the present invention by these examples.
본 명세서에서 사용되는 "포함하는"과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 문구 또는 문장에서 특별히 다르게 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.As used herein, an expression such as "comprising" is understood as an open-ended term that includes the possibility of including other embodiments, unless specifically stated otherwise in the phrase or sentence in which the expression is included. should be
본 명세서에서 사용되는 "바람직한" 및 "바람직하게"는 소정 환경 하에서 소정의 이점을 제공할 수 있는 본 발명의 실시 형태를 지칭한다. 그러나, 동일한 환경 또는 다른 환경 하에서, 다른 실시 형태가 또한 바람직할 수 있다. 추가로, 하나 이상의 바람직한 실시 형태의 언급은 다른 실시 형태가 유용하지 않다는 것을 의미하지 않으며, 본 발명의 범주로부터 다른 실시 형태를 배제하고자 하는 것은 아니다.As used herein, “preferred” and “preferably” refer to embodiments of the invention that may provide certain advantages under certain circumstances. However, other embodiments may also be preferred, under the same or other circumstances. Additionally, the recitation of one or more preferred embodiments does not imply that other embodiments are not useful, nor is it intended to exclude other embodiments from the scope of the invention.
본 발명의 실시예에 의한 리튬 이차전지용 전해질 첨가제 조성물은 하기 화학식 4로 표시될 수 있다. The electrolyte additive composition for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention may be represented by the following formula (4).
[화학식 1] [Formula 1]
(상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, R1 은 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1-C6 알킬기, C3-C6 사이클로알킬기 이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고, R2는 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1-C6 알킬기, C3-C6 사이클로알킬기이다.)(In Formula 1, R 1 and R 2 are are the same as or different from each other, and R 1 is each independently hydrogen, deuterium, a C1-C6 alkyl group, or a C3-C6 cycloalkyl group, or combines with adjacent groups to form a substituted or unsubstituted ring, and R2 is each independently hydrogen, Deuterium, C1-C6 alkyl group, C3-C6 cycloalkyl group)
일 실시예로서, 상기 리튬 이차전지용 전해질 첨가제 조성물은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다. As an embodiment, the electrolyte additive composition for a lithium secondary battery may be represented by the following formula (2).
[화학식 2][Formula 2]
본 발명의 실시예에 의한 리튬 이차전지용 전해질 첨가제 조성물 제조방법은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제조하기 위하여, 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 유기 용매 하에서 반응시키는 제 1 단계를 포함한다. The method for preparing an electrolyte additive composition for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention comprises reacting a compound represented by the following formula (3) and a compound represented by the following formula (4) in an organic solvent in order to prepare the compound represented by the above formula (1). includes step 1.
[화학식 3][Formula 3]
(상기 화학식 3에서 R1 은 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1-C6 알킬기, C3-C6 사이클로알킬기 이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.)(In Formula 3, R 1 is each independently hydrogen, deuterium, a C1-C6 alkyl group, a C3-C6 cycloalkyl group, or a substituted or unsubstituted ring by combining with adjacent groups.)
[화학식 4][Formula 4]
(상기 화학식 4에서 R2 은 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1-C6 알킬기, C3-C6 사이클로알킬기이다.)(In Formula 4, R 2 is each independently hydrogen, deuterium, a C1-C6 alkyl group, or a C3-C6 cycloalkyl group.)
보다 바람직한 일 실시예로서, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 1,1'-싸이오카보닐 디이미다졸(1,1'-Thiocarbonyldiimidazole) 일 수 있다. As a more preferred embodiment, the compound represented by Formula 3 may be 1,1'-thiocarbonyldiimidazole (1,1'-Thiocarbonyldiimidazole).
또한, 보다 바람직한 일 실시예로서, 상기 화학식 7로 표시되는 화합물은 프로파질 알콜(propargyl alcohol)일 수 있다. Also, as a more preferred embodiment, the compound represented by Formula 7 may be propargyl alcohol.
일 예로서, 상기 반응단계는 하기의 반응식 1로 표시될 수 있다. As an example, the reaction step may be represented by Scheme 1 below.
[반응식 1][Scheme 1]
보다 바람직한 일 실시예로서, 상기 반응단계는 하기의 반응식 2로 표시될 수 있다. As a more preferred embodiment, the reaction step may be represented by Scheme 2 below.
[반응식 2][Scheme 2]
일 실시예로서, 상기 제 1 단계에서 상기 화학식 4로 표시되는 화합물 1 당량에 대해, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 1 내지 4 당량, 보다 바람직하게는 1 내지 3 당량, 보다 바람직하게는 1 내지 2당량으로 반응시킬 수 있다. In one embodiment, with respect to 1 equivalent of the compound represented by Formula 4 in the first step, the compound represented by Formula 3 is 1 to 4 equivalents, more preferably 1 to 3 equivalents, more preferably 1 to It can be reacted with 2 equivalents.
일 실시예로서, 상기 제 1 단계의 반응 온도는 -5 내지 100℃, 보다 바람직하게는 -5 내지 80℃, 보다 바람직하게는 -5 내지 50℃일 수 있다. 또는, 10 내지 100℃, 보다 바람직하게는 10 내지 80℃, 보다 바람직하게는 10 내지 50℃일 수 있다. As an embodiment, the reaction temperature of the first step may be -5 to 100 ℃, more preferably -5 to 80 ℃, more preferably -5 to 50 ℃. Alternatively, the temperature may be 10 to 100°C, more preferably 10 to 80°C, and more preferably 10 to 50°C.
상기 유기 용매는 상기 반응이 진행될 수 있다면 특별히 제한되지 않지만, 반응이 효율적으로 진행되기 위한 보다 바람직한 일 실시예로서, 상기 유기 용매로서 메틸렌클로라이드, 다이클로로 에탄, 다이에틸 에테르, 다이아이소프로필 에테르 및 테트라하이드로 퓨란으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있다. The organic solvent is not particularly limited as long as the reaction can proceed, but as a more preferred embodiment for the reaction to proceed efficiently, methylene chloride, dichloroethane, diethyl ether, diisopropyl ether, and tetra At least one selected from the group consisting of hydrofuran may be used.
일 실시예로서, 상기 유기 용매의 수분의 농도는 10 - 1000ppm, 보다 바람직하게는 10 내지 700ppm, 보다 바람직하게는 10 내지 500ppm, 보다 바람직하게는 10 내지 300ppm, 보다 바람직하게는 10 내지 200ppm, 보다 바람직하게는 10 내지 100ppm일 수 있다. 상기 유기 용매의 수분의 농도가 클 경우, 시작 물질인 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물이 수분에 의해 분해되어 불순물이 생성될 수 있다. In one embodiment, the concentration of moisture in the organic solvent is 10-1000 ppm, more preferably 10-700 ppm, more preferably 10-500 ppm, more preferably 10-300 ppm, more preferably 10-200 ppm, more Preferably, it may be 10 to 100 ppm. When the concentration of moisture in the organic solvent is high, the compound represented by Chemical Formula 3 as a starting material may be decomposed by moisture to generate impurities.
보다 바람직한 일 실시예로서, 상기 제 1 단계의 반응은 질소 분위기 하에서 진행할 수 있다. As a more preferred embodiment, the reaction of the first step may proceed under a nitrogen atmosphere.
일 실시예로서, 상기 제 1 단계의 반응은 플라스크에 1,1'-싸이오카보닐 디이미다졸(1,1'-Thiocarbonyldiimidazole)을 투입하고, 용매로 메틸렌클로라이드를 투입하여 교반한 다음, 프로파질 알콜(propargyl alcohol)을 메틸렌클로라이드로 희석한 용액을 적하하여 반응을 진행시킨다. As an embodiment, in the reaction of the first step, 1,1'-thiocarbonyldiimidazole is added to a flask, methylene chloride is added as a solvent and stirred, and then propargyl A solution of propargyl alcohol diluted with methylene chloride is added dropwise to proceed with the reaction.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 리튬 이차전지용 전해질 첨가제 조성물 제조방법은 상기 제 1 단계에서 생성된 이미다졸 화합물을 제거하는 제 2 단계를 포함한다. In addition, the method for preparing an electrolyte additive composition for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a second step of removing the imidazole compound generated in the first step.
일 실시예로서, 상기 제 2 단계는 상기 이미다졸 화합물을 수세 과정을 통해 제거할 수 있다. In one embodiment, in the second step, the imidazole compound may be removed through a water washing process.
일 실시예로서, 상기 제 2 단계는 물을 반응액에 적하하고, 상기 물 적하가 완료되면 반응액 중 수층과 메틸렌클로라이드 층을 분리한다. 다음으로, 메틸렌클로라이드 층은 동량의 물을 사용하여 세척하고, 황산마그네슘으로 메틸렌클로라이드 층의 수분을 제거한다. As an embodiment, in the second step, water is added dropwise to the reaction solution, and when the water dropping is completed, the aqueous layer and the methylene chloride layer are separated from the reaction solution. Next, the methylene chloride layer is washed with an equal amount of water, and moisture in the methylene chloride layer is removed with magnesium sulfate.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 리튬 이차전지용 전해질 첨가제 조성물 제조방법은 상기 제 2 단계에서 유기 용매에 용해되어 있는 화합물을 농축 및 재결정하는 제 3 단계를 포함한다. In addition, the method for preparing an electrolyte additive composition for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a third step of concentrating and recrystallizing the compound dissolved in the organic solvent in the second step.
일 실시예로서, 상기 제 3 단계의 농축은 진공 농축일 수 있으며, 상기 농축 잔사에 에테르를 투입하고 얼음 중탕에서 결정화하여 결정을 제조할 수 있다. As an embodiment, the concentration in the third step may be vacuum concentration, and ether may be added to the concentration residue and crystallized in an ice bath to prepare crystals.
본 발명의 실시예에 의한 리튬 이차전지용 전해질 첨가제 조성물 제조방법은 상기 제 3 단계 이후, 상기 농축 및 재결정 된 화합물을 여과하는 제 4 단계 및 상기 여과물을 진공하에서 건조하는 제 5 단계를 더 포함할 수 있다. After the third step, the method for preparing an electrolyte additive composition for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention further comprises a fourth step of filtering the concentrated and recrystallized compound and a fifth step of drying the filtrate under vacuum. can
본 발명의 실시예에 의한 리튬 이차전지용 전해질은 상기 리튬 이차전지용 전해질 첨가제 조성물; 및 리튬 화합물을 포함하며, 상기 리튬 화합물은 특별한 제한이 있는 것은 아니다. The electrolyte for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention includes the electrolyte additive composition for a lithium secondary battery; and a lithium compound, and the lithium compound is not particularly limited.
보다 바람직한 일 실시예로서, 상기 리튬 화합물은 LiPF6, LiClO4, LiAsF6, LiBF4, LiSbF6, LiAlO4, LiAlCl4, LiCF3SO3, LiC4F9SO3, LiN(C2F5SO3)2, LiN(C2F5SO2)2, LiN(CF3SO2)2. LiN(CxF2x + 1SO2)(CyF2y + 1SO2)(단, x, y는 0 또는 자연수), LiCl, LiI, LiSCN, LiB(C2O4)2, LiF2BC2O4, LiPF4(C2O4), LiPF2(C2O4)2 및 LiP(C2O4)3 로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상일 수 있다. In a more preferred embodiment, the lithium compound is LiPF 6 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAlO 4 , LiAlCl 4 , LiCF 3 SO 3 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiN(C 2 F 5 ) SO 3 ) 2 , LiN(C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN(CF 3 SO 2 ) 2 . LiN(C x F 2x + 1 SO 2 )(C y F 2y + 1 SO 2 ) (provided that x and y are 0 or a natural number), LiCl, LiI, LiSCN, LiB(C 2 O 4 ) 2 , LiF 2 BC 2 O 4 , LiPF 4 (C 2 O 4 ), LiPF 2 (C 2 O 4 ) 2 and LiP(C 2 O 4 ) 3 It may be at least any one or more selected from the group consisting of.
상기 리튬 이차전지용 전해질 첨가제 조성물은 용매를 더 포함할 수 있다. The electrolyte additive composition for a lithium secondary battery may further include a solvent.
본 발명의 실시예에 의한 리튬 이차전지는 양극활물질을 포함하는 양극; 음극활물질을 포함하는 음극; 및 양극과 음극 사이에 담지된 상기 리튬 이차전지용 전해질을 포함한다. A lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a positive electrode including a positive electrode active material; a negative electrode comprising an anode active material; and the electrolyte for the lithium secondary battery supported between the positive electrode and the negative electrode.
상기 양극은 집전체 및 상기 집전체 상에 형성되는 양극활물질 층을 포함하며, 상기 양극활물질 층은 양극활물질 이외에도 바인더 또는 도전재를 더 포함할 수 있다. 상기 양극활물질은 이온의 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물이라면, 이에 특별한 제한은 없다. The positive electrode includes a current collector and a positive electrode active material layer formed on the current collector, and the positive electrode active material layer may further include a binder or a conductive material in addition to the positive electrode active material. As long as the positive electrode active material is a compound capable of intercalation and deintercalation of ions, there is no particular limitation thereto.
상기 음극은 집전체 및 상기 집전체 상에 형성된 음극활물질 층을 포함하며, 상기 음극활물질 층은 음극활물질 이외에도 바인더 또는 도전재를 더 포함할 수 있다. 상기 음극활물질은 이온을 가역적으로 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 물질이라면, 이에 특별한 제한은 없다. 일반적으로 탄소계 음극활물질이 사용될 수 있다. The negative electrode includes a current collector and an anode active material layer formed on the current collector, and the anode active material layer may further include a binder or a conductive material in addition to the anode active material. The negative active material is not particularly limited as long as it is a material capable of reversibly intercalating and deintercalating ions. In general, a carbon-based negative electrode active material may be used.
<실시예> O-(prop-2- yn -1- yl ) 1H- imidazole -1- carbothioate 의 제조 <Example> Preparation of O-(prop-2- yn -1- yl )1H - imidazole -1- carbothioate
먼저, 250mL 플라스크에 마그네틱 바, 온도계를 설치하고, 1,1'-싸이오카보닐 디이미다졸(1,1'-Thiocarbonyldiimidazole) 13g을 투입한다. 용매로 수분 100ppm 이하의 메틸렌클로라이드 64g을 투입한 후 교반하고, 프로파질 알콜(propargyl alcohol) 4g을 상온에서 서서히 적하한다. 상기 적하가 완료되면 1시간 동안 반응을 진행하고 이미다졸 염을 수세하여 제거한다. 황산마그네슘으로 용액의 수분을 제거하고 농축한다. 농축한 목적물에 이소플로필에테르를 넣고 교반하여 O-(prop-2-yn-1-yl) 1H-imidazole-1-carbothioate 결정을 제조한다. 여과 후 상기 결정을 진공건조하여 4.75g의 목적물(즉, [화학식 2])을 얻었으며, 이때 수율은 약 40%이다. (1H 8.39ppm, 1H 7.76ppm, 1H 7.06ppm, 2H 5.42ppm, 1H 3.32ppm)First, a magnetic bar and a thermometer are installed in a 250 mL flask, and 13 g of 1,1'-thiocarbonyldiimidazole (1,1'-Thiocarbonyldiimidazole) is added. As a solvent, 64 g of methylene chloride with a moisture content of 100 ppm or less is added, followed by stirring, and 4 g of propargyl alcohol is slowly added dropwise at room temperature. When the dropping is completed, the reaction proceeds for 1 hour, and the imidazole salt is removed by washing with water. Remove moisture from the solution with magnesium sulfate and concentrate. Add isopropyl ether to the concentrated target and stir to prepare crystals of O-(prop-2-yn-1-yl) 1H-imidazole-1-carbothioate. After filtration, the crystals were vacuum dried to obtain 4.75 g of the target product (ie, [Formula 2]), wherein the yield is about 40%. (1H 8.39ppm, 1H 7.76ppm, 1H 7.06ppm, 2H 5.42ppm, 1H 3.32ppm)
Claims (8)
리튬 이차전지용 전해질 첨가제 조성물:
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, R1 은 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1-C6 알킬기, C3-C6 사이클로알킬기 이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고, R2는 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1-C6 알킬기, C3-C6 사이클로알킬기이다.)
Represented by the following formula (1),
Electrolyte additive composition for lithium secondary battery:
[Formula 1]
(In Formula 1, R 1 and R 2 are are the same as or different from each other, and R 1 is each independently hydrogen, deuterium, a C1-C6 alkyl group, or a C3-C6 cycloalkyl group, or combines with adjacent groups to form a substituted or unsubstituted ring, and R2 is each independently hydrogen, Deuterium, C1-C6 alkyl group, C3-C6 cycloalkyl group)
하기 화학식 2로 표시되는,
리튬 이차전지용 전해질 첨가제 조성물:
[화학식 2]
The method of claim 1,
Represented by the following formula (2),
Electrolyte additive composition for lithium secondary battery:
[Formula 2]
하기 화학식 3으로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 유기 용매 하에서 반응시키는 제 1 단계;
상기 제 1 단계에서 생성된 이미다졸 화합물을 제거하는 제 2 단계; 및
상기 제 2 단계에서 유기 용매에 용해되어 있는 화합물을 농축 및 재결정하는 제 3 단계;를 포함하는,
리튬 이차전지용 전해질 첨가제 조성물 제조방법:
[화학식 3]
(상기 화학식 3에서 R1 은 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1-C6 알킬기, C3-C6 사이클로알킬기 이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성한다.)
[화학식 4]
(상기 화학식 4에서 R2 은 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1-C6 알킬기, C3-C6 사이클로알킬기이다.)
In the method for preparing the compound represented by the formula (1) of claim 1,
A first step of reacting a compound represented by the following formula (3) and a compound represented by the following formula (4) in an organic solvent;
a second step of removing the imidazole compound produced in the first step; and
A third step of concentrating and recrystallizing the compound dissolved in the organic solvent in the second step; including,
Method for preparing electrolyte additive composition for lithium secondary battery:
[Formula 3]
(In Formula 3, R 1 is each independently hydrogen, deuterium, a C1-C6 alkyl group, a C3-C6 cycloalkyl group, or a substituted or unsubstituted ring by combining with adjacent groups.)
[Formula 4]
(In Formula 4, R 2 is each independently hydrogen, deuterium, a C1-C6 alkyl group, or a C3-C6 cycloalkyl group.)
상기 제 1 단계에서 상기 화학식 4로 표시되는 화합물 1 당량에 대해, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 1 내지 4 당량으로 반응시키는,
리튬 이차전지용 전해질 첨가제 조성물 제조방법.
4. The method of claim 3,
With respect to 1 equivalent of the compound represented by Formula 4 in the first step, the compound represented by Formula 3 is reacted in 1 to 4 equivalents,
A method for manufacturing an electrolyte additive composition for a lithium secondary battery.
상기 제 1 단계의 반응 온도는 -5 내지 100℃인,
리튬 이차전지용 전해질 첨가제 조성물 제조방법.
4. The method of claim 3,
The reaction temperature of the first step is -5 to 100 ℃,
A method for manufacturing an electrolyte additive composition for a lithium secondary battery.
상기 제 1 단계의 유기 용매는 메틸렌클로라이드, 다이클로로 에탄, 다이에틸 에테르, 다이아이소프로필 에테르 및 테트라하이드로 퓨란으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상인,
리튬 이차전지용 전해질 첨가제 조성물 제조방법.
4. The method of claim 3,
The organic solvent of the first step is at least one selected from the group consisting of methylene chloride, dichloro ethane, diethyl ether, diisopropyl ether and tetrahydrofuran,
A method for manufacturing an electrolyte additive composition for a lithium secondary battery.
상기 제 1 단계의 유기 용매의 수분의 농도는 10 - 1000ppm인,
리튬 이차전지용 전해질 첨가제 조성물 제조방법.
4. The method of claim 3,
The concentration of moisture in the organic solvent of the first step is 10-1000 ppm,
A method for manufacturing an electrolyte additive composition for a lithium secondary battery.
상기 제 3 단계 이후, 상기 농축 및 재결정 된 화합물을 여과하는 제 4 단계; 및
상기 여과물을 진공하에서 건조하는 제 5 단계;를 더 포함하는,
리튬 이차전지용 전해질 첨가제 조성물 제조방법.
4. The method of claim 3,
After the third step, a fourth step of filtering the concentrated and recrystallized compound; and
A fifth step of drying the filtrate under vacuum; further comprising,
A method for manufacturing an electrolyte additive composition for a lithium secondary battery.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200059535A KR102440653B1 (en) | 2020-05-19 | 2020-05-19 | Additives composition for electrolyte of lithium secondary battery and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200059535A KR102440653B1 (en) | 2020-05-19 | 2020-05-19 | Additives composition for electrolyte of lithium secondary battery and manufacturing method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210142847A KR20210142847A (en) | 2021-11-26 |
| KR102440653B1 true KR102440653B1 (en) | 2022-09-07 |
Family
ID=78700208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200059535A KR102440653B1 (en) | 2020-05-19 | 2020-05-19 | Additives composition for electrolyte of lithium secondary battery and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102440653B1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA3233092A1 (en) * | 2021-12-15 | 2023-06-22 | Lg Energy Solution, Ltd. | Non-aqueous electrolyte solution for lithium secondary battery, and lithium secondary battery including the same |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102264733B1 (en) | 2017-08-24 | 2021-06-15 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Non-aqueous electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same |
| CN110998956B (en) * | 2017-11-22 | 2021-12-10 | 株式会社Lg化学 | Non-aqueous electrolyte solution for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising same |
-
2020
- 2020-05-19 KR KR1020200059535A patent/KR102440653B1/en active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20210142847A (en) | 2021-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102179846B1 (en) | Additives composition for electrolyte of lithium secondary battery and manufacturing method thereof | |
| CN111574545B (en) | Borate compound, preparation method thereof and electrolyte containing borate compound | |
| CN110391457B (en) | Electrolyte and lithium ion battery | |
| CN102326287A (en) | Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte battery | |
| CN114644644B (en) | Electrolyte containing nitrogen-based salt structure, and preparation method and application thereof | |
| WO2024109206A1 (en) | Non-aqueous electrolyte solution and secondary battery | |
| KR102440653B1 (en) | Additives composition for electrolyte of lithium secondary battery and manufacturing method thereof | |
| CN114507257B (en) | Fluorinated cyclic phosphorus-containing molecule and application thereof | |
| KR102440657B1 (en) | Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same | |
| CN110627742B (en) | Preparation method and purification method of compound containing at least one cyclic ligand structure | |
| KR102283808B1 (en) | Electrolyte additive for secondary battery, manufacturing method thereof, electrolyte, and secondary battery including the same | |
| CN113717205A (en) | Preparation method of lithium oxalate borate and derivatives thereof, electrolyte and secondary battery | |
| KR101982603B1 (en) | Method for producing bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt (LiFSI) with reduced fluorine anion content (2) | |
| KR102283805B1 (en) | Electrolyte additive for secondary battery, manufacturing method thereof, electrolyte, and secondary battery including the same | |
| CN114649581B (en) | Electrolyte containing five-membered cyclic nitrogen-based salt structure, and preparation method and application thereof | |
| CN113416178B (en) | Lithium battery additive amido vinyl sulfate, and preparation method and application thereof | |
| KR20220158476A (en) | New compound and electrolyte for secondary battery using the same | |
| CN113725430A (en) | Preparation method of lithium tetrafluoro oxalate phosphate and derivative thereof, electrolyte and secondary battery | |
| CN113717227A (en) | Preparation method of lithium difluorobis (oxalato) phosphate and derivatives thereof, electrolyte and secondary battery | |
| CN114075246A (en) | Method for producing bisoxalato phosphate, bisoxalato phosphate derivative, method for producing bisoxalato phosphate derivative, and electrolyte salt | |
| KR102559868B1 (en) | Electrolyte additive for secondary battery, manufacturing method thereof, electrolyte, and secondary battery comprising the same | |
| KR102440658B1 (en) | Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same | |
| CN118299519B (en) | Lithium battery | |
| KR102294130B1 (en) | Electrolyte additive for secondary battery, electrolyte for secondary battery, and secondary battery comprising the same | |
| KR20230090004A (en) | Electrolyte for secondary battery, manufacturing method thereof, and secondary battery comprising same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |