KR102489610B1 - Rechargeable lithium battery - Google Patents

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KR102489610B1
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Abstract

양극 활물질을 포함하는 양극; 그리고 용매 및 첨가제를 포함하는 전해액을 포함하고, 상기 양극 활물질은 리튬을 함유하는 전이금속산화물을 포함하고, 상기 용매는 하이드로플루오로에테르를 포함하고, 상기 첨가제는 하기 화학식 1로 표시되는 제1 첨가제, 그리고 하기 화학식 2로 표시되는 제2 첨가제, 하기 화학식 3으로 표시되는 제3 첨가제 및 하기 화학식 4로 표시되는 제4 첨가제로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 리튬 이차 전지가 제공된다.
[화학식 1]

Figure 112015064716431-pat00089

[화학식 2]
Figure 112015064716431-pat00090

[화학식 3]
Figure 112015064716431-pat00091

[화학식 4]
Figure 112015064716431-pat00092
a positive electrode including a positive electrode active material; and an electrolyte solution including a solvent and an additive, wherein the cathode active material includes a transition metal oxide containing lithium, the solvent includes hydrofluoroether, and the additive is a first additive represented by Formula 1 below. and a second additive represented by Formula 2 below, a third additive represented by Formula 3 below, and a fourth additive represented by Formula 4 below.
[Formula 1]
Figure 112015064716431-pat00089

[Formula 2]
Figure 112015064716431-pat00090

[Formula 3]
Figure 112015064716431-pat00091

[Formula 4]
Figure 112015064716431-pat00092

Description

리튬 이차 전지{RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY}Lithium secondary battery {RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY}

리튬 이차 전지에 관한 것이다. It relates to a lithium secondary battery.

리튬 이차 전지는 일본공개특허 제2013-37905호(특허문헌 1)에서 공개된 바와 같이, 전기화학적으로 리튬 이온을 흡장 및 방출하는 양극 활물질층 및 음극 활물질층, 그리고 리튬 이온이 용해된 전해액을 포함한다. 상기 전해액은 다공질의 세퍼레이터에 함침되어 있다.As disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-37905 (Patent Document 1), the lithium secondary battery includes a positive electrode active material layer and a negative electrode active material layer that electrochemically occlude and release lithium ions, and an electrolyte solution in which lithium ions are dissolved. do. The electrolyte solution impregnates the porous separator.

상기 특허문헌 1에 공개된 기술은 리튬 이차 전지의 사이클 수명을 향상시키는 것을 목적으로 하며, 이러한 목적을 달성하기 위해 특성이 상이한 2종의 기공을 가지는 동시에 전해액에 플루오르화 에테르를 포함시키고 있다.The technique disclosed in Patent Literature 1 aims to improve the cycle life of a lithium secondary battery, and in order to achieve this purpose, fluorinated ether is included in an electrolyte while having two types of pores with different characteristics.

그러나 스마트 폰, 태블렛 PC 등의 휴대형 전자 기기(모바일 기기)에 적합한 배터리 용도에서는 비용 경쟁이 격화하고 있다. 이러한 상황 아래, 양극 재료로서, 예를 들면, 상기 특허문헌 1에 기재되어 있는 고용체 산화물을 이용할 경우 비용이 상승하므로, 기존의 리튬 코발트 산화물 등 리튬을 포함하는 전이금속산화물을 이용하여 고전압화를 도모하고 있다.However, cost competition is intensifying in batteries suitable for portable electronic devices (mobile devices) such as smart phones and tablet PCs. Under these circumstances, since the cost increases when using, for example, the solid solution oxide described in Patent Document 1 as a cathode material, high voltage is achieved by using a transition metal oxide containing lithium such as lithium cobalt oxide. are doing

또한 최근 일본공개특허 제2014-112526호, 일본공개특허 제2013-211095호, 일본공개특허 제2011-129352호 등에서 하이드로플루오로에테르를 포함하는 전해액이 제안되고 있다. 이러한 전해액을 리튬을 포함하는 전이금속산화물을 양극 재료로 이용한 리튬 이차 전지에 이용할 경우, 사이클 수명 및 고온 보존 시의 저장 특성이 저하되는 문제가 있었다.In addition, recently, an electrolyte solution containing hydrofluoroether has been proposed in Japanese Patent Publication No. 2014-112526, Japanese Patent Publication No. 2013-211095, and Japanese Patent Publication No. 2011-129352. When such an electrolyte solution is used in a lithium secondary battery using a transition metal oxide containing lithium as a positive electrode material, there is a problem in that cycle life and storage characteristics when stored at high temperature are deteriorated.

일 구현예는 사이클 수명 특성과 고온 저장 특성을 동시에 향상시키는 리튬 이차 전지를 제공하기 위한 것이다.One embodiment is to provide a lithium secondary battery that simultaneously improves cycle life characteristics and high-temperature storage characteristics.

일 구현예는 양극 활물질을 포함하는 양극; 및 용매 및 첨가제를 포함하는 전해액을 포함하고, 상기 양극 활물질은 리튬을 함유하는 전이금속산화물을 포함하고, 상기 용매는 하이드로플루오로에테르를 포함하고, 상기 첨가제는 하기 화학식 1로 표시되는 제1 첨가제, 그리고 하기 화학식 2로 표시되는 제2 첨가제, 하기 화학식 3으로 표시되는 제3 첨가제 및 하기 화학식 4로 표시되는 제4 첨가제로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다.One embodiment is a positive electrode including a positive electrode active material; and an electrolyte solution including a solvent and an additive, wherein the cathode active material includes a transition metal oxide containing lithium, the solvent includes hydrofluoroether, and the additive is a first additive represented by Formula 1 below. and a second additive represented by Chemical Formula 2 below, a third additive represented by Chemical Formula 3 below, and a fourth additive represented by Chemical Formula 4 below.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112015064716431-pat00001
Figure 112015064716431-pat00001

(상기 화학식 1에서,(In Formula 1 above,

R1 내지 R3은 각각 독립적으로, '비닐기나 C1 내지 C5 알킬기'로 치환 또는 비치환되어 있고 이중결합을 포함하지 않는 C1 내지 C8 알킬기, '비닐기나 C1 내지 C5 알킬기'로 치환 또는 비치환되어 있고 이중결합을 포함하는 C1 내지 C8 알킬기, C2 내지 C8 알케닐기, C5 내지 C8 사이클로알킬기, C6 내지 C8 아릴기, 또는 플루오린 원자이고,R 1 to R 3 are each independently substituted or unsubstituted with a 'vinyl group or C1 to C5 alkyl group' and substituted or unsubstituted with a C1 to C8 alkyl group not containing a double bond, or 'vinyl group or a C1 to C5 alkyl group' and a C1 to C8 alkyl group, a C2 to C8 alkenyl group, a C5 to C8 cycloalkyl group, a C6 to C8 aryl group, or a fluorine atom containing a double bond,

R4는 C1 내지 C8 알킬렌기, C2 내지 C8 알키닐렌기, 에테르기를 갖는 C4 내지 C8 알킬렌기, 복수의 -CF2- 연결기를 포함하는 C1 내지 C8 알킬렌기, 또는 '에테르기 및 설파이드기'를 갖는 C4 내지 C10 알킬렌기이다.)R 4 is a C1 to C8 alkylene group, a C2 to C8 alkynylene group, a C4 to C8 alkylene group having an ether group, a C1 to C8 alkylene group including a plurality of -CF 2 - linking groups, or 'ether group and sulfide group' It is a C4 to C10 alkylene group having.)

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112015064716431-pat00002
Figure 112015064716431-pat00002

(상기 화학식 2에서,(In Formula 2 above,

R5는 이중결합을 포함하지 않는 C2 내지 C6 알킬렌기, 이중결합을 포함하는 C2 내지 C6 알킬렌기, C2 내지 C6 알케닐렌기, 또는 C6 내지 C12 아릴렌기이고,R 5 is a C2 to C6 alkylene group not containing a double bond, a C2 to C6 alkylene group, a C2 to C6 alkenylene group, or a C6 to C12 arylene group containing a double bond;

R6 내지 R11은 각각 독립적으로, C1 내지 C6 알킬기 또는 C2 내지 C6 알케닐기이다.)R 6 to R 11 are each independently a C1 to C6 alkyl group or a C2 to C6 alkenyl group.)

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112015064716431-pat00003
Figure 112015064716431-pat00003

(상기 화학식 3에서,(In Formula 3,

R12 및 R13은 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 C1 내지 C8 알킬기이고,R 12 and R 13 are each independently a hydrogen atom or a C1 to C8 alkyl group;

R14는 비닐기로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C8 알킬기, C2 내지 C8 알케닐기, C2 내지 C8 알키닐기, 또는 C1 내지 C8 할로겐화 알킬기이다.)R 14 is a C1 to C8 alkyl group, a C2 to C8 alkenyl group, a C2 to C8 alkynyl group, or a C1 to C8 halogenated alkyl group unsubstituted or substituted with a vinyl group.)

[화학식 4][Formula 4]

Figure 112015064716431-pat00004
Figure 112015064716431-pat00004

(상기 화학식 4에서,(In Chemical Formula 4,

R15 및 R16은 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 C1 내지 C8 알킬기이고,R 15 and R 16 are each independently a hydrogen atom or a C1 to C8 alkyl group;

R17은 C1 내지 C8 알킬기, C2 내지 C8 알케닐기, C2 내지 C8 알키닐기, 또는 C1 내지 C8 할로겐화 알킬기이고,R 17 is a C1 to C8 alkyl group, a C2 to C8 alkenyl group, a C2 to C8 alkynyl group, or a C1 to C8 halogenated alkyl group;

n은 1 또는 2이다.)n is 1 or 2.)

상기 하이드로플루오로에테르(HFE)는 2,2,2-트리플루오로에틸메틸에테르(CF3CH2OCH3), 2,2,2-트리플루오로에틸디플루오로메틸에테르(CF3CH2OCHF2), 2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필메틸에테르(CF3CF2CH2OCH3), 2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필디플루오로메틸에테르(CF3CF2CH2OCHF2), 2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필-1,1,2,2-테트라플루오로에틸에테르(CF3CF2CH2OCF2CF2H), 1,1,2,2-테트라플루오로에틸메틸에테르(HCF2CF2OCH3), 1,1,2,2-테트라플루오로에틸에틸에테르(HCF2CF2OCH2CH3), 1,1,2,2-테트라플루오로에틸프로필에테르(HCF2CF2OC3H7), 1,1,2,2-테트라플루오로에틸부틸에테르(HCF2CF2OC4H9), 2,2,3,3-테트라플루오로에틸디플루오로메틸에테르(H(CF2)2CH2O(CF2)H), 1,1,2,2-테트라플루오로에틸이소부틸에테르(HCF2CF2OCH2CH(CH3)2), 1,1,2,2-테트라플루오로에틸이소펜틸에테르(HCF2CF2OCH2C(CH3)3), 1,1,2,2-테트라플루오로에틸-2,2,2-트리플루오로에틸에테르(HCF2CF2OCH2CF3), 1,1,2,2-테트라플루오로에틸-2,2,3,3-테트라플루오로프로필에테르(HCF2CF2OCH2CF2CF2H), 헥사플루오로이소프로필메틸에테르((CF3)2CHOCH3), 1,1,3,3,3-펜타플루오로-2-트리플루오로메틸프로필메틸에테르((CF3)2CHCF2OCH3), 1,1,2,3,3,3-헥사플루오로프로필메틸에테르(CF3CHFCF2OCH3), 1,1,2,3,3,3-헥사플루오로프로필에틸에테르(CF3CHFCF2OCH2CH3), 2,2,3,4,4,4-헥사플루오로부틸디플루오로메틸에테르(CF3CHFCF2CH2OCHF2), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The hydrofluoroether (HFE) is 2,2,2-trifluoroethylmethyl ether (CF 3 CH 2 OCH 3 ), 2,2,2-trifluoroethyldifluoromethyl ether (CF 3 CH 2 OCHF 2 ), 2,2,3,3,3-pentafluoropropylmethyl ether (CF 3 CF 2 CH 2 OCH 3 ), 2,2,3,3,3-pentafluoropropyldifluoromethyl ether (CF 3 CF 2 CH 2 OCHF 2 ), 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl-1,1,2,2-tetrafluoroethyl ether (CF 3 CF 2 CH 2 OCF 2 CF 2 H), 1,1,2,2-tetrafluoroethylmethyl ether (HCF 2 CF 2 OCH 3 ), 1,1,2,2-tetrafluoroethyl ethyl ether (HCF 2 CF 2 OCH 2 CH 3 ) , 1,1,2,2-tetrafluoroethylpropyl ether (HCF 2 CF 2 OC 3 H 7 ), 1,1,2,2-tetrafluoroethyl butyl ether (HCF 2 CF 2 OC 4 H 9 ) , 2,2,3,3-tetrafluoroethyldifluoromethyl ether (H(CF 2 ) 2 CH 2 O(CF 2 )H), 1,1,2,2-tetrafluoroethyl isobutyl ether (HCF 2 CF 2 OCH 2 CH(CH 3 ) 2 ), 1,1,2,2-tetrafluoroethylisopentyl ether (HCF 2 CF 2 OCH 2 C(CH 3 ) 3 ), 1,1,2 ,2-tetrafluoroethyl-2,2,2-trifluoroethyl ether (HCF 2 CF 2 OCH 2 CF 3 ), 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2,3,3 -Tetrafluoropropyl ether (HCF 2 CF 2 OCH 2 CF 2 CF 2 H), hexafluoroisopropylmethyl ether ((CF 3 ) 2 CHOCH 3 ), 1,1,3,3,3-pentafluoro -2-trifluoromethylpropylmethyl ether ((CF 3 ) 2 CHCF 2 OCH 3 ), 1,1,2,3,3,3-hexafluoropropylmethyl ether (CF 3 CHFCF 2 OCH 3 ), 1 ,1,2,3,3,3-hexafluoropropylethyl ether (CF 3 CHFCF 2 OCH 2 CH 3 ), 2,2,3,4,4,4-hexafluorobutyldifluoromethyl ether ( C F 3 CHFCF 2 CH 2 OCHF 2 ), or combinations thereof.

상기 하이드로플루오로에테르의 함유량은 상기 용매의 총 부피에 대하여 10 내지 60 부피% 일 수 있다.The content of the hydrofluoroether may be 10 to 60% by volume based on the total volume of the solvent.

상기 제1 첨가제는 상기 전해액의 총 중량에 대하여 0.01 내지 1.5 중량%로 포함될 수 있다.The first additive may be included in an amount of 0.01 to 1.5% by weight based on the total weight of the electrolyte solution.

상기 첨가제는 상기 제1 첨가제 및 제2 첨가제를 포함하고, 이 경우, 상기 제2 첨가제는 상기 전해액의 총 중량에 대하여 0.05 내지 1.00 중량%로 포함될 수 있다.The additive includes the first additive and the second additive, and in this case, the second additive may be included in an amount of 0.05 to 1.00% by weight based on the total weight of the electrolyte solution.

상기 첨가제는 상기 제1 첨가제 및 제3 첨가제를 포함하고, 이 경우, 상기 제3 첨가제는 상기 전해액의 총 중량에 대하여 0.04 내지 1.00 중량%로 포함될 수 있다.The additive includes the first additive and the third additive, and in this case, the third additive may be included in an amount of 0.04 to 1.00% by weight based on the total weight of the electrolyte solution.

상기 첨가제는 상기 제1 첨가제 및 제4 첨가제를 포함하고, 이 경우, 상기 제4 첨가제는 상기 전해액의 총 중량에 대하여 0.01 내지 1.00 중량%로 포함될 수 있다.The additive includes the first additive and the fourth additive, and in this case, the fourth additive may be included in an amount of 0.01 to 1.00% by weight based on the total weight of the electrolyte solution.

상기 제1 첨가제는 하기 화학식 1-1 내지 1-9로 표시되는 디실란 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The first additive may include at least one of disilane compounds represented by Chemical Formulas 1-1 to 1-9.

[화학식 1-1][Formula 1-1]

Figure 112015064716431-pat00005
Figure 112015064716431-pat00005

[화학식 1-2][Formula 1-2]

Figure 112015064716431-pat00006
Figure 112015064716431-pat00006

[화학식 1-3][Formula 1-3]

Figure 112015064716431-pat00007
Figure 112015064716431-pat00007

[화학식 1-4][Formula 1-4]

Figure 112015064716431-pat00008
Figure 112015064716431-pat00008

[화학식 1-5][Formula 1-5]

Figure 112015064716431-pat00009
Figure 112015064716431-pat00009

[화학식 1-6][Formula 1-6]

Figure 112015064716431-pat00010
Figure 112015064716431-pat00010

[화학식 1-7][Formula 1-7]

Figure 112015064716431-pat00011
Figure 112015064716431-pat00011

[화학식 1-8][Formula 1-8]

Figure 112015064716431-pat00012
Figure 112015064716431-pat00012

[화학식 1-9][Formula 1-9]

Figure 112015064716431-pat00013
Figure 112015064716431-pat00013

상기 제2 첨가제는 하기 화학식 2-1로 표시되는 화합물, 화학식 2-2로 표시되는 화합물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The second additive may include a compound represented by Chemical Formula 2-1, a compound represented by Chemical Formula 2-2, or a combination thereof.

[화학식 2-1][Formula 2-1]

Figure 112015064716431-pat00014
Figure 112015064716431-pat00014

[화학식 2-2][Formula 2-2]

Figure 112015064716431-pat00015
Figure 112015064716431-pat00015

상기 제3 첨가제는 하기 화학식 3-1 내지 3-8로 표시되는 불포화 인산 에스테르 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The third additive may include at least one of unsaturated phosphoric acid ester compounds represented by Chemical Formulas 3-1 to 3-8.

[화학식 3-1][Formula 3-1]

Figure 112015064716431-pat00016
Figure 112015064716431-pat00016

[화학식 3-2][Formula 3-2]

Figure 112015064716431-pat00017
Figure 112015064716431-pat00017

[화학식 3-3][Formula 3-3]

Figure 112015064716431-pat00018
Figure 112015064716431-pat00018

[화학식 3-4][Formula 3-4]

Figure 112015064716431-pat00019
Figure 112015064716431-pat00019

[화학식 3-5][Formula 3-5]

Figure 112015064716431-pat00020
Figure 112015064716431-pat00020

[화학식 3-6][Formula 3-6]

Figure 112015064716431-pat00021
Figure 112015064716431-pat00021

[화학식 3-7][Formula 3-7]

Figure 112015064716431-pat00022
Figure 112015064716431-pat00022

[화학식 3-8][Formula 3-8]

Figure 112015064716431-pat00023
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상기 제4 첨가제는 하기 화학식 4-1 내지 4-4로 표시되는 불포화 인산 에스테르 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The fourth additive may include at least one of unsaturated phosphoric acid ester compounds represented by Chemical Formulas 4-1 to 4-4.

[화학식 4-1][Formula 4-1]

Figure 112015064716431-pat00024
Figure 112015064716431-pat00024

[화학식 4-2][Formula 4-2]

Figure 112015064716431-pat00025
Figure 112015064716431-pat00025

[화학식 4-3][Formula 4-3]

Figure 112015064716431-pat00026
Figure 112015064716431-pat00026

[화학식 4-4][Formula 4-4]

Figure 112015064716431-pat00027
Figure 112015064716431-pat00027

상기 리튬 함유 전이금속산화물은 리튬 코발트계 복합 산화물일 수 있다.The lithium-containing transition metal oxide may be a lithium cobalt-based composite oxide.

상기 리튬 이차 전지는 음극 활물질을 포함하는 음극을 더 포함하고, 상기 음극 활물질은 탄소계 물질, 규소계 물질, 주석계 물질, 리튬금속산화물, 및 금속 리튬을 단독 또는 2종 이상 혼합한 것일 수 있다.The lithium secondary battery further includes a negative electrode including a negative electrode active material, and the negative electrode active material may be a carbon-based material, a silicon-based material, a tin-based material, a lithium metal oxide, and a mixture of two or more kinds of metal lithium. .

상기 용매는 플루오로에틸렌 카보네이트를 더 포함할 수 있다.The solvent may further include fluoroethylene carbonate.

상기 플루오로에틸렌 카보네이트의 함유량은 상기 용매의 총 부피에 대하여 10 내지 30 부피%일 수 있다.The content of the fluoroethylene carbonate may be 10 to 30% by volume based on the total volume of the solvent.

상기 리튬 이차 전지의 산화 환원 전위는 4.3V(vs. Li/Li+) 이상 5.0V 이하일 수 있다.The oxidation-reduction potential of the lithium secondary battery may be 4.3V (vs. Li/Li + ) or more and 5.0V or less.

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

사이클 수명 특성과 고온 저장 특성이 동시에 향상된 리튬 이차 전지를 구현할 수 있다.A lithium secondary battery with improved cycle life characteristics and high-temperature storage characteristics can be implemented.

도 1은 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지를 나타내는 단면도이다.
도 2는 실시예 1 및 비교예 1에 따른 리튬 이차 전지를 60℃로 24 시간 저장한 후의 LiCoO2 입자 표면의 피막 정황을 나타내는 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
1 is a cross-sectional view showing a lithium secondary battery according to an embodiment.
2 is a scanning electron microscope (SEM) photograph showing the state of the film on the surface of LiCoO 2 particles after storing the lithium secondary batteries according to Example 1 and Comparative Example 1 at 60° C. for 24 hours.

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다.  다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 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 특별한 언급이 없는 한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.Unless otherwise specified herein, when a part such as a layer, film, region, plate, etc. is said to be “on” another part, this is not only the case where it is “directly on” the other part, but also the case where there is another part in the middle. include

이하, 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지에 대해 도 1을 참고하여 설명한다.Hereinafter, a lithium secondary battery according to an embodiment will be described with reference to FIG. 1 .

도 1은 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a lithium secondary battery according to an embodiment.

도 1을 참고하면, 리튬 이차 전지(10)는 양극(20), 음극(30), 및 세퍼레이터층(40)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a lithium secondary battery 10 may include a positive electrode 20 , a negative electrode 30 , and a separator layer 40 .

리튬 이차 전지(10)의 충전 도달 전압, 즉, 산화 환원 전위는 예를 들면, 4.3V(vs. Li/Li+) 이상 5.0V 이하, 구체적으로는, 4.4V 이상 5.0V 이하, 보다 구체적으로는, 4.4V 이상 4.6V 이하일 수 있다.The ultimate charging voltage of the lithium secondary battery 10, that is, the redox potential, is, for example, 4.3V (vs. Li/Li + ) or more and 5.0V or less, specifically, 4.4V or more and 5.0V or less, more specifically , may be greater than or equal to 4.4V and less than or equal to 4.6V.

리튬 이차 전지(10)의 형태는 특별히 한정되지 않으며, 다시 말해, 원통형, 각형, 라미네이트(laminate)형, 버튼(button)형 등일 수 있다.The shape of the lithium secondary battery 10 is not particularly limited, that is, it may be cylindrical, prismatic, laminated, or button-shaped.

양극(20)은 집전체(21) 및 상기 집전체 위에 형성되는 양극 활물질층(22)을 포함할 수 있다.The cathode 20 may include a current collector 21 and a cathode active material layer 22 formed on the current collector.

상기 집전체(21)는 도전체라면 어떤 것이든 가능하며, 예를 들면, 알루미늄(aluminium), 스테인리스강(stainless), 니켈 도금(nickel coated) 강철 등으로 구성될 수 있다.The current collector 21 may be any conductor, and may be made of, for example, aluminum, stainless steel, nickel coated steel, or the like.

상기 양극 활물질층(22)은 양극 활물질을 포함하고, 도전재 및 바인더를 추가로 포함할 수 있다. The cathode active material layer 22 may include a cathode active material, and may further include a conductive material and a binder.

일 구현예에 따른 양극 활물질은 리튬을 함유하는 전이금속산화물을 사용할 수 있다.A cathode active material according to an embodiment may use a transition metal oxide containing lithium.

상기 리튬을 함유하는 전이금속산화물로는 LiCoO2 등의 리튬 코발트계 복합 산화물, LiNixCoyMnzO2 등의 리튬 니켈 코발트 망간계 복합 산화물, LiNiO2 등의 리튬 니켈계 복합 산화물, 또는 LiMn2O4 등의 리튬 망간계 복합 산화물 등을 들 수 있다. 상기 양극 활물질은 이들을 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서, 리튬 코발트계 복합 산화물을 사용하는 경우 사이클 수명 특성 및 고온 저장 특성의 저하가 보다 클 수 있다. 일 구현예에 따르면, 후술하는 전해액 첨가제를 함께 사용함으로써, 사이클 수명 특성 및 고온 저장 특성을 크게 향상시킬 수 있다.As the transition metal oxide containing lithium, LiCoO2 Lithium cobalt-based composite oxide, LiNi, etc.xCoyMnzO2 Lithium nickel cobalt manganese composite oxide, LiNiO, etc.2 Lithium nickel-based composite oxide, such as LiMn2O4 and lithium manganese composite oxides such as the like. The positive electrode active material may be used alone or in combination of two or more. Among them, when a lithium cobalt-based composite oxide is used, deterioration in cycle life characteristics and high-temperature storage characteristics may be greater. According to one embodiment, cycle life characteristics and high-temperature storage characteristics may be greatly improved by using together with an electrolyte solution additive described later.

상기 양극 활물질의 함유량은 특별히 제한되지 않고, 리튬 이차 전지의 양극 활물질층에 적용 가능한 함유량일 수 있다.The content of the cathode active material is not particularly limited, and may be an amount applicable to a cathode active material layer of a lithium secondary battery.

상기 도전재는 예를 들면, 케첸 블랙(Ketjen black), 아세틸렌 블랙(acetylene black) 등의 카본블랙, 천연흑연, 인조흑연 등을 들 수 있으나, 양극의 도전성을 높이기 위한 것이라면 특별히 제한되지 않는다. Examples of the conductive material include carbon black such as Ketjen black and acetylene black, natural graphite and artificial graphite, but are not particularly limited as long as they are used to increase the conductivity of the anode.

상기 도전재의 함유량은 특별히 제한되지 않고, 리튬 이차 전지의 양극 활물질층에 적용 가능한 함유량일 수 있다.The content of the conductive material is not particularly limited, and may be a content applicable to the cathode active material layer of a lithium secondary battery.

상기 바인더는 예를 들면, 폴리비닐리덴플루오라이드, 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 공중합체, 스티렌-부타디엔 고무(styrene-butadiene rubber, SBR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(acrylonitrile-butadiene rubber), 플루오르 고무(fluoroelastomer), 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate), 폴리에틸렌(polyethylene), 니트로셀룰로오스(nitrocellulose) 등을 들 수 있으나, 양극 활물질 및 도전재를 집전체(21) 위에 결착시킬 수 있고, 동시에 양극의 고전위를 견디는 내산화성 및 전해액 안정성을 갖는 것이라면 특별히 제한되지 않는다.The binder is, for example, polyvinylidene fluoride, ethylene-propylene-diene terpolymer, styrene-butadiene rubber (SBR), acrylonitrile-butadiene rubber, fluoro rubber (fluoroelastomer), polyvinyl acetate, polymethyl methacrylate, polyethylene, nitrocellulose, etc. may be mentioned, but the positive electrode active material and the conductive material are placed on the current collector 21 It is not particularly limited as long as it can be bound and at the same time has oxidation resistance and electrolyte stability that can withstand a high potential of the anode.

상기 바인더의 함유량은 특별히 제한되지 않고, 리튬 이차 전지의 양극 활물질층에 적용 가능한 함유량일 수 있다.The content of the binder is not particularly limited, and may be an amount applicable to the cathode active material layer of a lithium secondary battery.

양극 활물질층(22)의 밀도는 특별히 제한되지 않는다. 상기 양극 활물질층(22)의 밀도는 양극 활물질층(22)의 압연 후의 면밀도를 양극 활물질층(22)의 압연 후의 두께로 나눈 값으로 산출될 수 있다.The density of the positive electrode active material layer 22 is not particularly limited. The density of the positive electrode active material layer 22 may be calculated by dividing the area density of the positive electrode active material layer 22 after rolling by the thickness of the positive electrode active material layer 22 after rolling.

양극 활물질층(22)은 예를 들면, 이하의 방법으로 제조될 수 있다. 먼저, 양극 활물질, 도전재, 및 바인더를 건식 혼합하여 양극 합제를 제조한다. 이어서, 상기 양극 합제를 N-메틸-2-피롤리돈 등과 같은 적당한 유기 용매에 분산시켜 양극 합제 슬러리(slurry)를 제조하고, 상기 양극 합제 슬러리를 집전체(21) 위에 도포하고, 건조 및 압연하여 양극 활물질층을 제조할 수 있다.The positive electrode active material layer 22 can be manufactured, for example, by the following method. First, a positive electrode mixture is prepared by dry mixing a positive electrode active material, a conductive material, and a binder. Subsequently, the positive electrode mixture is dispersed in an appropriate organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone to prepare a positive electrode mixture slurry, and the positive electrode mixture slurry is applied on a current collector 21, dried and rolled Thus, a positive electrode active material layer can be prepared.

상기 음극(30)은 집전체(31) 및 상기 집전체(31) 위에 형성되는 음극 활물질층(32)을 포함할 수 있다.The negative electrode 30 may include a current collector 31 and an anode active material layer 32 formed on the current collector 31 .

상기 집전체(31)는 도전체라면 어떤 것이든 가능하며, 예를 들면, 구리(Cu), 동합금, 알루미늄, 스테인리스강, 니켈 도금 강철 등일 수 있다.The current collector 31 may be any conductive material, and may be, for example, copper (Cu), a copper alloy, aluminum, stainless steel, or nickel-plated steel.

상기 음극 활물질층(32)은 리튬 이차 전지의 음극 활물질층으로서 사용되는 것이라면, 어떠한 것이어도 된다. 예를 들면, 상기 음극 활물질층(32)은 음극 활물질을 포함하고, 바인더를 추가로 포함할 수 있다.The negative active material layer 32 may be any material as long as it is used as a negative active material layer of a lithium secondary battery. For example, the anode active material layer 32 may include an anode active material and may further include a binder.

상기 음극 활물질은 탄소계 물질, 규소계 물질, 주석계 물질, 리튬금속산화물, 금속 리튬 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 탄소계 물질은 예를 들면, 인조흑연, 천연흑연, 인조흑연과 천연흑연의 혼합물, 인조흑연으로 코팅된 천연흑연 등 흑연계 물질을 사용할 수 있다. 상기 규소계 물질은 예를 들면, 규소, 규소 산화물, 규소 함유 합금, 이들과 흑연계 물질의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 상기 규소 산화물은 SiOx(0<x≤2)으로 표시될 수 있다. 상기 주석계 물질은 예를 들면, 주석, 주석 산화물, 주석 함유 합금, 이들과 흑연계 물질의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 상기 리튬금속산화물은 예를 들면, Li4Ti5O12 등 산화티탄계 화합물 등을 들 수 있다. The negative electrode active material may be used alone or in combination of two or more of a carbon-based material, a silicon-based material, a tin-based material, a lithium metal oxide, and metal lithium. The carbon-based material may be, for example, a graphite-based material such as artificial graphite, natural graphite, a mixture of artificial graphite and natural graphite, or natural graphite coated with artificial graphite. The silicon-based material may be, for example, silicon, silicon oxide, a silicon-containing alloy, a mixture of these and a graphite-based material, or the like. The silicon oxide may be represented by SiOx (0<x≤2). The tin-based material may be, for example, tin, tin oxide, a tin-containing alloy, a mixture of these and a graphite-based material, or the like. Examples of the lithium metal oxide include titanium oxide-based compounds such as Li 4 Ti 5 O 12 .

예컨대, 상기 음극 활물질은 흑연계 물질 등의 탄소계 물질과 규소 함유 합금 등의 규소계 물질의 혼합물일 수 있다. 이 경우, 상기 탄소계 물질 및 규소계 물질은 50:50 내지 90:10, 예컨대 60:40 내지 80:20의 중량비로 혼합될 수 있다. 상기 규소 함유 합금 내 규소의 함유량은 규소 함유 합금 총량에 대해 50 중량% 이상일 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 음극 활물질이 규소계 물질을 포함할 경우, 규소계 물질을 포함하지 않은 경우보다, 사이클 수명 특성 및 고온 저장 특성을 동시에 현저하게 향상시킬 수 있다.For example, the negative electrode active material may be a mixture of a carbon-based material such as graphite-based material and a silicon-based material such as a silicon-containing alloy. In this case, the carbon-based material and the silicon-based material may be mixed in a weight ratio of 50:50 to 90:10, for example, 60:40 to 80:20. The content of silicon in the silicon-containing alloy may be 50% by weight or more based on the total amount of the silicon-containing alloy. According to one embodiment, when the negative electrode active material includes a silicon-based material, cycle life characteristics and high-temperature storage characteristics may be significantly improved at the same time as compared to a case where the silicon-based material is not included.

상기 바인더는 상기 양극 활물질층(22)을 구성하는 바인더와 동일한 종류를 사용할 수 있다.The binder may be the same type as the binder constituting the positive electrode active material layer 22 .

상기 바인더의 함유량은 특별히 제한되지 않고, 리튬 이차 전지의 음극 활물질층에 적용되는 함유량이라면 어떠한 것이어도 된다. The content of the binder is not particularly limited, and may be any content as long as it is applied to the negative electrode active material layer of a lithium secondary battery.

상기 음극 활물질층(32)은 카르복시메틸셀룰로오스(CMC) 등과 같은 증점제를 더 포함할 수도 있다. 상기 증점제의 함유량은 상기 바인더 중량의 1/10 이상 10/10 이하로 사용될 수 있다. The negative electrode active material layer 32 may further include a thickener such as carboxymethylcellulose (CMC). The content of the thickener may be used at 1/10 or more and 10/10 or less of the weight of the binder.

상기 음극 활물질층(32)의 밀도는 특별히 제한되지 않는다. 상기 음극 활물질층(32)의 밀도는 음극 활물질층(32)의 압연 후의 면밀도를 음극 활물질층(32)의 압연 후의 두께로 나눈 값으로 산출될 수 있다.The density of the negative electrode active material layer 32 is not particularly limited. The density of the negative active material layer 32 may be calculated by dividing the areal density of the negative active material layer 32 after rolling by the thickness of the negative active material layer 32 after rolling.

상기 음극(30)은 다음과 같이 제조될 수 있다. 먼저, 음극 활물질 및 바인더를 물, N-메틸-피롤리돈 등의 용매에 분산시켜 슬러리를 제조하고, 상기 슬러리를 집전체(31) 위에 도포하고 건조시켜 형성할 수 있다.The cathode 30 may be manufactured as follows. First, a slurry may be prepared by dispersing an anode active material and a binder in a solvent such as water or N-methyl-pyrrolidone, and the slurry may be coated on the current collector 31 and dried.

상기 세퍼레이터층(40)은 세퍼레이터 및 전해액을 포함한다.The separator layer 40 includes a separator and an electrolyte solution.

상기 세퍼레이터는 특별히 제한되지 않고, 리튬 이차 전지의 세퍼레이터로서 사용되는 것이라면 특별히 제한되지 않고 어떤 것도 사용 가능하다. The separator is not particularly limited, and any separator may be used as long as it is used as a separator for a lithium secondary battery.

상기 세퍼레이터로는 우수한 고율방전 성능을 나타내는 다공막이나 부직포 등을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.As the separator, a porous film or non-woven fabric exhibiting excellent high-rate discharge performance may be used alone or in combination.

상기 세퍼레이터를 구성하는 재료로는, 예를 들면, 폴리올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 비닐리덴플루오라이드-퍼플루오로비닐에테르 공중합체, 비닐리덴플루오라이드-테트라플루오로에틸렌 공중합체, 비닐리덴플루오라이드-트리플루오로에틸렌 공중합체, 비닐리덴플루오라이드-플루오로에틸렌 공중합체, 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로아세톤 공중합체, 비닐리덴플루오라이드-에틸렌 공중합체, 비닐리덴플루오라이드-프로필렌 공중합체, 비닐리덴플루오라이드-트리플루오로프로필렌 공중합체, 비닐리덴플루오라이드-테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 비닐리덴플루오라이드-에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체 등을 들 수 있다. 상기 폴리올레핀계 수지의 예로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등이 있으며, 상기 폴리에스테르계 수지의 예로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등이 있다.Materials constituting the separator include, for example, polyolefin resin, polyester resin, polyvinylidene fluoride (PVDF), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-perfluoro Robinyl ether copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-trifluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-fluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-hexafluoroacetone Copolymer, vinylidene fluoride-ethylene copolymer, vinylidene fluoride-propylene copolymer, vinylidene fluoride-trifluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, and vinylidene fluoride-ethylene-tetrafluoroethylene copolymers. Examples of the polyolefin-based resin include polyethylene and polypropylene, and examples of the polyester-based resin include polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate.

상기 세퍼레이터의 두께는 특별히 제한되지 않는다.The thickness of the separator is not particularly limited.

상기 전해액은 리튬염, 용매, 및 첨가제를 포함할 수 있다.The electrolyte solution may include a lithium salt, a solvent, and additives.

상기 리튬염은 전해액의 전해질일 수 있다. 상기 리튬염은 예를 들면, LiPF6, LiClO4, LiBF4, LiAsF6, LiSbF6, LiSO3CF3, LiN(SO2CF3), LiN(SO2CF2CF3), LiC(SO2CF2CF3)3, LiC(SO2CF3)3, LiI, LiCl, LiF, LiPF5(SO2CF3), LiPF4(SO2CF3)2 등을 들 수 있다. 이들 리튬염 중 1종 또는 2종 이상이 용해될 수 있다.The lithium salt may be an electrolyte of an electrolyte solution. The lithium salt may be, for example, LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiSO 3 CF 3 , LiN(SO 2 CF 3 ), LiN(SO 2 CF 2 CF 3 ), LiC(SO 2 CF 2 CF 3 ) 3 , LiC(SO 2 CF 3 ) 3 , LiI, LiCl, LiF, LiPF 5 (SO 2 CF 3 ), LiPF 4 (SO 2 CF 3 ) 2 and the like. One or two or more of these lithium salts may be dissolved.

상기 리튬염이 전해액에 용해될 경우 전지 특성이 향상될 수 있다.When the lithium salt is dissolved in an electrolyte solution, battery characteristics may be improved.

상기 리튬염의 농도는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 0.85 내지 1.6 mol/L의 농도로 사용할 수 있고, 예를 들면, 0.9 내지 1.40 mol/L의 농도로 사용할 수 있다. 상기 리튬염의 농도가 상기 범위 내일 경우 전지 특성이 향상될 수 있다.The concentration of the lithium salt is not particularly limited, and may be used at a concentration of, for example, 0.85 to 1.6 mol/L, for example, 0.9 to 1.40 mol/L. Battery characteristics may be improved when the concentration of the lithium salt is within the above range.

일 구현예에 따른 용매는 하이드로플루오로에테르(HFE)를 포함할 수 있다.The solvent according to one embodiment may include hydrofluoroether (HFE).

상기 하이드로플루오로에테르(HFE)는 에테르의 일부 수소 원자를 플루오린으로 치환한 것으로서, 용매로 사용할 경우 내산화성을 향상시킬 수 있다.The hydrofluoroether (HFE) is obtained by replacing some hydrogen atoms of ether with fluorine, and when used as a solvent, oxidation resistance can be improved.

상기 하이드로플루오로에테르(HFE)는 양극 재료의 충전 전압 및 전류 밀도에 대한 내성 등을 감안하면, 2,2,2-트리플루오로에틸메틸에테르(CF3CH2OCH3), 2,2,2-트리플루오로에틸디플루오로메틸에테르(CF3CH2OCHF2), 2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필메틸에테르(CF3CF2CH2OCH3), 2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필디플루오로메틸에테르(CF3CF2CH2OCHF2), 2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필-1,1,2,2-테트라플루오로에틸에테르(CF3CF2CH2OCF2CF2H), 1,1,2,2-테트라플루오로에틸메틸에테르(HCF2CF2OCH3), 1,1,2,2-테트라플루오로에틸에틸에테르(HCF2CF2OCH2CH3), 1,1,2,2-테트라플루오로에틸프로필에테르(HCF2CF2OC3H7), 1,1,2,2-테트라플루오로에틸부틸에테르(HCF2CF2OC4H9), 2,2,3,3-테트라플루오로에틸디플루오로메틸에테르(H(CF2)2CH2O(CF2)H), 1,1,2,2-테트라플루오로에틸이소부틸에테르(HCF2CF2OCH2CH(CH3)2), 1,1,2,2-테트라플루오로에틸이소펜틸에테르(HCF2CF2OCH2C(CH3)3), 1,1,2,2-테트라플루오로에틸-2,2,2-트리플루오로에틸에테르(HCF2CF2OCH2CF3), 1,1,2,2-테트라플루오로에틸-2,2,3,3-테트라플루오로프로필에테르(HCF2CF2OCH2CF2CF2H), 헥사플루오로이소프로필메틸에테르((CF3)2CHOCH3), 1,1,3,3,3-펜타플루오로-2-트리플루오로메틸프로필메틸에테르((CF3)2CHCF2OCH3), 1,1,2,3,3,3-헥사플루오로프로필메틸에테르(CF3CHFCF2OCH3), 1,1,2,3,3,3-헥사플루오로프로필에틸에테르(CF3CHFCF2OCH2CH3) 및 2,2,3,4,4,4-헥사플루오로부틸디플루오로메틸에테르(CF3CHFCF2CH2OCHF2) 등을 들 수 있다. 이들 중 어느 하나 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.Considering the resistance to charging voltage and current density of the cathode material, the hydrofluoroether (HFE) is 2,2,2-trifluoroethylmethyl ether (CF 3 CH 2 OCH 3 ), 2,2, 2-Trifluoroethyldifluoromethylether (CF 3 CH 2 OCHF 2 ), 2,2,3,3,3-pentafluoropropylmethyl ether (CF 3 CF 2 CH 2 OCH 3 ), 2,2 ,3,3,3-pentafluoropropyldifluoromethyl ether (CF 3 CF 2 CH 2 OCHF 2 ), 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl-1,1,2,2- Tetrafluoroethyl ether (CF 3 CF 2 CH 2 OCF 2 CF 2 H), 1,1,2,2-Tetrafluoroethylmethyl ether (HCF 2 CF 2 OCH 3 ), 1,1,2,2- Tetrafluoroethylethyl ether (HCF 2 CF 2 OCH 2 CH 3 ), 1,1,2,2-Tetrafluoroethylpropyl ether (HCF 2 CF 2 OC 3 H 7 ), 1,1,2,2- Tetrafluoroethylbutyl ether (HCF 2 CF 2 OC 4 H 9 ), 2,2,3,3-tetrafluoroethyldifluoromethyl ether (H(CF 2 ) 2 CH 2 O(CF 2 )H) , 1,1,2,2-tetrafluoroethyl isobutyl ether (HCF 2 CF 2 OCH 2 CH(CH 3 ) 2 ), 1,1,2,2-tetrafluoroethyl isopentyl ether (HCF 2 CF 2 OCH 2 C(CH 3 ) 3 ), 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2,2-trifluoroethyl ether (HCF 2 CF 2 OCH 2 CF 3 ), 1,1, 2,2-tetrafluoroethyl-2,2,3,3-tetrafluoropropyl ether (HCF 2 CF 2 OCH 2 CF 2 CF 2 H), hexafluoroisopropylmethyl ether ((CF 3 ) 2 CHOCH 3 ), 1,1,3,3,3-pentafluoro-2-trifluoromethylpropylmethyl ether ((CF 3 ) 2 CHCF 2 OCH 3 ), 1,1,2,3,3,3- Hexafluoropropylmethyl ether (CF 3 CHFCF 2 OCH 3 ), 1,1,2,3,3,3-hexafluoropropylethyl ether (CF 3 CHFCF 2 OCH 2 CH 3 ) and 2,2,3,4,4,4-hexafluorobutyldifluoromethyl ether (CF 3 CHFCF 2 CH 2 OCHF 2 ). Any one of these or a mixture of two or more may be used.

상기 하이드로플루오로에테르의 함유량은 특별히 제한되지 않으나, 상기 용매의 총 부피에 대하여 10 내지 60 부피% 일 수 있고, 예를 들면, 30 내지 50 부피%, 예를 들면 35 내지 50 부피% 일 수 있다. 하이드로플루오로에테르의 함유량이 상기 범위 내일 경우 전지 특성이 향상될 수 있다.The content of the hydrofluoroether is not particularly limited, but may be 10 to 60 vol%, for example, 30 to 50 vol%, for example 35 to 50 vol%, based on the total volume of the solvent. . Battery characteristics may be improved when the content of hydrofluoroether is within the above range.

상기 용매는 상기 하이드로플루오로에테르 외에도 종래 리튬 이차 전지에 이용되는 비수용매를 특별히 한정없이 추가로 사용할 수 있다.As the solvent, in addition to the hydrofluoroether, non-aqueous solvents used in conventional lithium secondary batteries may be additionally used without particular limitation.

상기 비수용매는 예를 들면, 프로필렌 카보네이트, 에틸렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트, 클로로에틸렌 카보네이트, 비닐렌 카보네이트 등의 환형 카보네이트류; 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트 등의 쇄상 카보네이트류; γ-부티로락톤, γ-발레로락톤 등의 환형 에스테르류; 포름산 메틸(methyl formate), 아세트산 메틸(methyl acetate), 부티르산 메틸(butyric acid methyl) 등의 쇄상 에스테르류; 테트라하이드로푸란 또는 그 유도체; 1,3-디옥산, 1,4-디옥산, 1,2-디메톡시 에탄, 1,4-디부톡시에탄, 메틸 디글라임 등의 에테르류; 아세토니트릴, 벤조니트릴 등의 니트릴류; 디옥솔란 또는 그 유도체; 에틸렌 술파이드, 술포란, 술톤, 에틸메틸술폰, 또는 그 유도체; 등을 단독 또는 2종 이상의 혼합물로 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 비수용매를 2종 이상 혼합하여 사용할 경우, 각 용매의 혼합비는 종래의 리튬 이차 전지에서 이용할 수 있는 혼합비로 적용 가능하다. 이들 중 상기 쇄상 카보네이트류를 구체적으로 사용할 수 있다. Examples of the non-aqueous solvent include cyclic carbonates such as propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, chloroethylene carbonate, and vinylene carbonate; chain carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethylmethyl carbonate; cyclic esters such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone; chain esters such as methyl formate, methyl acetate, and methyl butyric acid; tetrahydrofuran or its derivatives; ethers such as 1,3-dioxane, 1,4-dioxane, 1,2-dimethoxyethane, 1,4-dibutoxyethane, and methyl diglyme; nitriles such as acetonitrile and benzonitrile; dioxolane or a derivative thereof; ethylene sulfide, sulfolane, sultone, ethylmethylsulfone, or derivatives thereof; etc. may be used alone or as a mixture of two or more, but is not limited thereto. When two or more non-aqueous solvents are mixed and used, the mixing ratio of each solvent can be applied as a mixing ratio usable in a conventional lithium secondary battery. Among these, the chain carbonates can be specifically used.

상기 쇄상 카보네이트류의 함유량은 상기 용매의 총 부피에 대하여 5 내지 60 부피% 일 수 있고, 예를 들면, 20 내지 50 부피% 일 수 있다. 상기 쇄상 카보네이트류의 함유량이 상기 범위 내일 경우 전지 특성이 향상될 수 있다.The content of the chain carbonates may be 5 to 60% by volume, for example, 20 to 50% by volume based on the total volume of the solvent. Battery characteristics may be improved when the content of the chain carbonate is within the above range.

상기 용매는 플루오로에틸렌 카보네이트를 추가로 사용할 수도 있다.As the solvent, fluoroethylene carbonate may be additionally used.

상기 플루오로에틸렌 카보네이트의 함유량은 상기 용매의 총 부피에 대하여 10 내지 30 부피% 일 수 있고, 예를 들면, 15 내지 20 부피% 일 수 있다. 플루오로에틸렌 카보네이트의 함유량이 상기 범위 내일 경우 사이클 수명 특성이 향상될 수 있다.The content of the fluoroethylene carbonate may be 10 to 30% by volume, for example, 15 to 20% by volume based on the total volume of the solvent. When the content of fluoroethylene carbonate is within the above range, cycle life characteristics may be improved.

상기 첨가제는 하기 화학식 1로 표시되는 제1 첨가제를 포함할 수 있고, 하기 화학식 2로 표시되는 제2 첨가제, 하기 화학식 3으로 표시되는 제3 첨가제 및 하기 화학식 4로 표시되는 제4 첨가제로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 추가로 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 첨가제는 하기 화학식 1로 표시되는 제1 첨가제를 포함하고, 추가로 하기 화학식 2로 표시되는 제2 첨가제, 하기 화학식 3으로 표시되는 제3 첨가제, 및 하기 화학식 4로 표시되는 제4 첨가제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.The additive may include a first additive represented by Chemical Formula 1, a group consisting of a second additive represented by Chemical Formula 2, a third additive represented by Chemical Formula 3, and a fourth additive represented by Chemical Formula 4 below. It may further include at least one selected from. For example, the additive includes a first additive represented by Formula 1 below, a second additive represented by Formula 2 below, a third additive represented by Formula 3 below, and a fourth additive represented by Formula 4 below. It may further include at least one selected from the group consisting of.

이하에서는 제1 내지 제4 첨가제 각각에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, each of the first to fourth additives will be described in detail.

제1 첨가제1st additive

제1 첨가제는 하기 화학식 1로 표시되는 디실란 화합물일 수 있다. 상기 제1 첨가제는 한 종류를 사용할 수도 있고, 2종 이상 혼합하여 사용할 수도 있다.The first additive may be a disilane compound represented by Formula 1 below. One type of the first additive may be used, or two or more types may be mixed and used.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112015064716431-pat00028
Figure 112015064716431-pat00028

상기 화학식 1에서, R1 내지 R3은 각각 독립적으로, '비닐기나 C1 내지 C5 알킬기'로 치환 또는 비치환되어 있고 이중결합을 포함하지 않는 C1 내지 C8 알킬기, '비닐기나 C1 내지 C5 알킬기'로 치환 또는 비치환되어 있고 이중결합을 포함하는 C1 내지 C8 알킬기, C2 내지 C8 알케닐기, C5 내지 C8 사이클로알킬기, C6 내지 C8 아릴기, 또는 플루오린 원자일 수 있다. 상기 C1 내지 C8 알킬기는 예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, 2차 부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 이소펜틸기, 2차 펜틸기, t-펜틸기, 헥실기, 2차 헥실기, 헵틸기, 2차 헵틸기, 옥틸기, 2차 옥틸기, 2-메틸 펜틸기, 2-에틸 헥실기 등을 들 수 있다. 상기 C2 내지 C8 알케닐기는 예를 들면, 1,3-부타디에닐기, 1,2-프로파디에닐기, 1,4-펜타디에닐기, 비닐렌기, 프로페닐렌기, 이소프로페닐렌기, 부테닐렌기, 펜테닐렌기, 헥세닐렌기, 1-프로페닐렌-2,3-디일기, 에티닐렌기, 프로피닐렌기, 부티닐렌기, 펜티닐렌기, 헥시닐렌기 등을 들 수 있다. 상기 C5 내지 C8 사이클로알킬기는 예를 들면, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 사이클로헥실메틸기 등을 들 수 있다. 상기 C6 내지 C8 아릴기는 예를 들면, 페닐기, 톨릴기, 크실릴기 등을 들 수 있다. 상기 치환기의 일부 수소 원자는 할로겐 원자, 비닐기, C1 내지 C5 알킬기 등으로 치환될 수도 있다. 예컨대, 상기 C1 내지 C8 알킬기는 이중결합을 포함할 수도 있고, 이중결합을 포함하지 않을 수도 있다.In Formula 1, R 1 to R 3 are each independently a 'vinyl group or a C1 to C5 alkyl group', a C1 to C8 alkyl group unsubstituted or substituted with a double bond, or a 'vinyl group or a C1 to C5 alkyl group'. It may be a substituted or unsubstituted C1 to C8 alkyl group, a C2 to C8 alkenyl group, a C5 to C8 cycloalkyl group, a C6 to C8 aryl group, or a fluorine atom including a double bond. The C1 to C8 alkyl group is, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a secondary butyl group, a t-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, a secondary pentyl group, t-pentyl group, hexyl group, secondary hexyl group, heptyl group, secondary heptyl group, octyl group, secondary octyl group, 2-methylpentyl group, 2-ethylhexyl group and the like. The C2 to C8 alkenyl group is, for example, a 1,3-butadienyl group, a 1,2-propadienyl group, a 1,4-pentadienyl group, a vinylene group, a propenylene group, an isopropenylene group, and a butenyl group. and a rene group, a pentenylene group, a hexenylene group, a 1-propenylene-2,3-diyl group, an ethynylene group, a propynylene group, a butynylene group, a pentynylene group, and a hexynylene group. Examples of the C5 to C8 cycloalkyl group include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclohexylmethyl group. Examples of the C6 to C8 aryl group include a phenyl group, a tolyl group, and a xylyl group. Some hydrogen atoms in the substituents may be substituted with halogen atoms, vinyl groups, C1 to C5 alkyl groups, and the like. For example, the C1 to C8 alkyl group may or may not include a double bond.

상기 이중결합을 포함한 C1 내지 C8 알킬기, 예컨대 이중결합을 포함한 프로필기는 하기 화학식 A로 표시될 수 있다.The C1 to C8 alkyl group including the double bond, for example, the propyl group including the double bond may be represented by Formula A below.

[화학식 A][Formula A]

Figure 112015064716431-pat00029
Figure 112015064716431-pat00029

상기 화학식 1에서, R4는 C1 내지 C8 알킬렌기, C2 내지 C8 알키닐렌기, 에테르기를 갖는 C4 내지 C8 알킬렌기, 복수의 -CF2- 연결기를 포함하는 C1 내지 C8 알킬렌기, 또는 '에테르기 및 설파이드기'를 갖는 C4 내지 C10 알킬렌기일 수 있다. 상기 C1 내지 C8 알킬렌기는 하나 이상의 -CF2- 연결기를 포함할 수도 있고, 포함하지 않을 수도 있다. 예컨대, 4개의 -CF2- 연결기를 포함하는 C5 내지 C8 알킬렌기는 하기 화학식 B 내지 화학식 E 등으로 표시될 수 있다.In Formula 1, R 4 is a C1 to C8 alkylene group, a C2 to C8 alkynylene group, a C4 to C8 alkylene group having an ether group, a plurality of -CF 2 -C1 to C8 alkylene groups including a linking group, or an 'ether group' and a C4 to C10 alkylene group having a 'sulfide group'. The C1 to C8 alkylene group may or may not include one or more -CF 2 - linking groups. For example, a C5 to C8 alkylene group including 4 -CF 2 -linking groups may be represented by Formulas B to E below.

[화학식 B][Formula B]

Figure 112015064716431-pat00030
Figure 112015064716431-pat00030

[화학식 C][Formula C]

Figure 112015064716431-pat00031
Figure 112015064716431-pat00031

[화학식 D][Formula D]

Figure 112015064716431-pat00032
Figure 112015064716431-pat00032

[화학식 E][Formula E]

Figure 112015064716431-pat00033
Figure 112015064716431-pat00033

상기 C1 내지 C8 알킬렌기는 예를 들면, 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 부틸렌기, 펜타메틸렌기, 헥사메틸렌기, 헵타메틸렌기, 옥타메틸렌기, 2-메틸부틸렌기 등을 들 수 있다. 상기 C2 내지 C8 알키닐렌기는 예를 들면, 에티닐렌기, 프로피닐렌기, 부티닐렌기, 펜티닐렌기, 헥시닐렌기, 헵티닐렌기, 옥티닐렌기, 노니닐렌기, 에틴-1,2-디일기 등을 들 수 있다. 상기 에테르기를 갖는 C4 내지 C8 알킬렌기는 예를 들면, 티오에테르기를 포함하는 산소 원자 및 황 원자 중 적어도 하나를 포함하는 에테르기를 갖는 C4 내지 C8 알킬렌기일 수 있다. 구체적으로, 4-옥사헵틸렌기, 5-옥사노닐렌기 등을 들 수 있다. 상기 에테르기는 -O-로 표시될 수 있고, 상기 설파이드기는 -S-로 표시될 수 있다. 상기 치환기의 일부 수소 원자는 할로겐 원자로 치환될 수도 있다.Examples of the C1 to C8 alkylene group include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a pentamethylene group, a hexamethylene group, a heptamethylene group, an octamethylene group, and a 2-methylbutylene group. The C2 to C8 alkynylene group is, for example, an ethynylene group, a propynylene group, a butynylene group, a pentynylene group, a hexynylene group, a heptynylene group, an octynylene group, a noninylene group, an ethyn-1,2-di weather, etc. The C4 to C8 alkylene group having an ether group may be, for example, a C4 to C8 alkylene group having an ether group including at least one of an oxygen atom and a sulfur atom including a thioether group. Specifically, 4-oxaheptylene group, 5-oxanonylene group, etc. are mentioned. The ether group may be represented by -O-, and the sulfide group may be represented by -S-. Some hydrogen atoms in the substituent may be replaced with halogen atoms.

상기 제1 첨가제의 구체적인 예로는, 1,2-비스(디플루오로메톡시실릴)에탄, 1,3-비스(디플루오로메틸실릴)프로판, 1,2-비스(디플루오로메틸실릴)에탄, 1,2-비스(디플루오로에틸실릴)에탄, 1-디플루오로메틸실릴-2-디플루오로에틸실릴에탄, 1-디플루오로메틸실릴-2-디플루오로프로필실릴에탄, 1,3,3-테트라에틸디실록산, 1,3-디플루오로-1,1,3,3-테트라프로필디실록산, 1,3-디플루오로-1,1,3,3-테트라부틸디실록산, 1,3-디플루오로-1,1,3,3-테트라펜틸디실록산, 1,3-디플루오로-1,1,3,3-테트라헥실디실록산, 1,2-비스(플루오로디메틸실릴)에탄, 1,2-비스(플루오로디에틸실릴)에탄, 1,2-비스(플루오로디프로필실릴)에탄, 1,2-비스(플루오로디부틸실릴)에탄, 1-플루오로디메틸실릴-2-플루오로에틸실릴에탄, 1,3-비스(플루오로디메틸실릴)프로판, 1,3-비스(플루오로디에틸실릴)프로판, 1,3-비스(플루오로디프로필실릴)프로판, 1,3-비스(플루오로디부틸실릴)프로판, 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라에틸디실록산, 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라프로필디실록산, 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라부틸디실록산, 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라펜틸디실록산, 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라헥실디실록산, 1,3-디에티닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산, 1,3-디에티닐-1,1,3,3-테트라에틸디실록산, 1,3-디에티닐-1,1,3,3-테트라프로필디실록산, 1,3-디에티닐-1,1,3,3-테트라펜틸디실록산, 2-((2-(2-에톡시디플루오로실릴)에틸)티오)프로피오디플루오로실란, 2,2'-(에틸렌디티오)비스(디플루오로에틸실란) 등을 들 수 있다.Specific examples of the first additive include 1,2-bis (difluoromethoxysilyl) ethane, 1,3-bis (difluoromethylsilyl) propane, and 1,2-bis (difluoromethylsilyl) ethane. , 1,2-bis (difluoroethylsilyl) ethane, 1-difluoromethylsilyl-2-difluoroethylsilylethane, 1-difluoromethylsilyl-2-difluoropropylsilylethane, 1 ,3,3-tetraethyldisiloxane, 1,3-difluoro-1,1,3,3-tetrapropyldisiloxane, 1,3-difluoro-1,1,3,3-tetrabutyldi Siloxane, 1,3-difluoro-1,1,3,3-tetrapentyldisiloxane, 1,3-difluoro-1,1,3,3-tetrahexyldisiloxane, 1,2-bis( Fluorodimethylsilyl) ethane, 1,2-bis (fluorodiethylsilyl) ethane, 1,2-bis (fluorodipropylsilyl) ethane, 1,2-bis (fluorodibutylsilyl) ethane, 1-fluoro dimethylsilyl-2-fluoroethylsilylethane, 1,3-bis(fluorodimethylsilyl)propane, 1,3-bis(fluorodiethylsilyl)propane, 1,3-bis(fluorodipropylsilyl)propane, 1,3-bis(fluorodibutylsilyl)propane, 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetraethyldisiloxane, 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetrapropyl Disiloxane, 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetrabutyldisiloxane, 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetrapentyldisiloxane, 1,3-divinyl- 1,1,3,3-tetrahexyldisiloxane, 1,3-diethynyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, 1,3-diethynyl-1,1,3,3-tetraethyl Disiloxane, 1,3-diethynyl-1,1,3,3-tetrapropyldisiloxane, 1,3-diethynyl-1,1,3,3-tetrapentyldisiloxane, 2-((2-( 2-ethoxydifluorosilyl)ethyl)thio)propiodifluorosilane, 2,2'-(ethylenedithio)bis(difluoroethylsilane), and the like.

상기 제1 첨가제는 구체적으로, 하기 화학식 1-1 내지 1-9로 표시되는 디실란 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이들 중에서 하기 화학식 1-1 내지 1-4로 표시되는 디실란 화합물 중 적어도 하나를 더욱 구체적으로 포함할 수 있다.The first additive may specifically include at least one of the disilane compounds represented by the following Chemical Formulas 1-1 to 1-9, among which disilane compounds represented by the following Chemical Formulas 1-1 to 1-4 At least one may be more specifically included.

[화학식 1-1][Formula 1-1]

Figure 112015064716431-pat00034
Figure 112015064716431-pat00034

[화학식 1-2][Formula 1-2]

Figure 112015064716431-pat00035
Figure 112015064716431-pat00035

[화학식 1-3][Formula 1-3]

Figure 112015064716431-pat00036
Figure 112015064716431-pat00036

[화학식 1-4][Formula 1-4]

Figure 112015064716431-pat00037
Figure 112015064716431-pat00037

[화학식 1-5][Formula 1-5]

Figure 112015064716431-pat00038
Figure 112015064716431-pat00038

[화학식 1-6][Formula 1-6]

Figure 112015064716431-pat00039
Figure 112015064716431-pat00039

[화학식 1-7][Formula 1-7]

Figure 112015064716431-pat00040
Figure 112015064716431-pat00040

[화학식 1-8][Formula 1-8]

Figure 112015064716431-pat00041
Figure 112015064716431-pat00041

[화학식 1-9][Formula 1-9]

Figure 112015064716431-pat00042
Figure 112015064716431-pat00042

제2 첨가제2nd additive

제2 첨가제는 하기 화학식 2로 표시되는 디실란 화합물일 수 있다. 상기 제2 첨가제는 한 종류를 사용할 수도 있고, 2종 이상 혼합하여 사용할 수도 있다.The second additive may be a disilane compound represented by Formula 2 below. One type of the second additive may be used, or a mixture of two or more types may be used.

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112015064716431-pat00043
Figure 112015064716431-pat00043

상기 화학식 2에서, R5는 이중결합을 포함하지 않는 C2 내지 C6 알킬렌기, 이중결합을 포함하는 C2 내지 C6 알킬렌기, C2 내지 C6 알케닐렌기, 또는 C6 내지 C12 아릴렌기일 수 있다. 상기 C2 내지 C6 알킬렌기는 예를 들면, 에틸렌기, 프로필렌기, 부틸렌기, 펜타메틸렌기, 헥사메틸렌기 등을 들 수 있다. 상기 C2 내지 C6 알킬렌기는 이중결합을 포함할 수 있다. 예컨대, 하나의 이중결합을 포함하는 C3 알킬렌기는 하기 화학식 F로 표시될 수 있다.In Formula 2, R 5 may be a C2 to C6 alkylene group without a double bond, a C2 to C6 alkylene group with a double bond, a C2 to C6 alkenylene group, or a C6 to C12 arylene group. Examples of the C2 to C6 alkylene group include an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a pentamethylene group, and a hexamethylene group. The C2 to C6 alkylene group may include a double bond. For example, a C3 alkylene group including one double bond may be represented by Formula F below.

[화학식 F][Formula F]

Figure 112015064716431-pat00044
Figure 112015064716431-pat00044

상기 C6 내지 C12 아릴렌기는 예를 들면, 1,2-페닐렌기, 1,4-페닐렌기, (1,1'-비페닐)-4,4'-디일기 등을 들 수 있다. 상기 치환기의 일부 수소 원자는 할로겐 원자로 치환될 수도 있다.Examples of the C6 to C12 arylene group include a 1,2-phenylene group, a 1,4-phenylene group, and a (1,1'-biphenyl)-4,4'-diyl group. Some hydrogen atoms in the substituent may be replaced with halogen atoms.

상기 화학식 2에서, R6 내지 R11은 각각 독립적으로, C1 내지 C6 알킬기 또는 C2 내지 C6 알케닐기일 수 있다. 상기 C1 내지 C6 알킬기는 예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 펜틸기, 2-프로피닐기, 3-플루오로프로필기, 3-플루오로부틸기, 4-플루오로부틸기 등을 들 수 있다. 상기 C2 내지 C6 알케닐기는 1,3-부타디에닐기, 1,2-프로판디에닐기, 1,4-펜타디에닐기, 비닐렌기, 프로페닐렌기, 이소프로페닐렌기, 부테닐렌기, 펜테닐렌기, 헥세닐렌기 등을 들 수 있다. 상기 치환기의 일부 수소 원자는 할로겐 원자로 치환될 수도 있다.In Formula 2, R 6 to R 11 may each independently be a C1 to C6 alkyl group or a C2 to C6 alkenyl group. The C1 to C6 alkyl group is, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, a pentyl group, a 2-propynyl group, a 3-fluoropropyl group, a 3-fluorobutyl group, a 4-fluoro A butyl group etc. are mentioned. The C2 to C6 alkenyl group is a 1,3-butadienyl group, a 1,2-propanedienyl group, a 1,4-pentadienyl group, a vinylene group, a propenylene group, an isopropenylene group, a butenylene group, and a pentenylene group. , hexenylene group, etc. are mentioned. Some hydrogen atoms in the substituent may be replaced with halogen atoms.

상기 제2 첨가제의 구체적인 예로는, 비스(트리메틸실릴)아세틸렌 디카르복실레이트, 비스(에틸디메틸실릴)아세틸렌 디카르복실레이트, 비스(디메틸프로필실릴)아세틸렌 디카르복실레이트, 비스(디메틸부틸실릴)아세틸렌 디카르복실레이트, 비스(디메틸비닐실릴)아세틸렌 디카르복실레이트, 푸마르산 비스(트리메틸실릴), 말레인산 비스(트리메틸실릴), 프탈산 비스(트리메틸실릴), 이소프탈산 비스(트리메틸실릴), 테레프탈산 비스(트리메틸실릴), 이타콘산 비스(트리메틸실릴) 등을 들 수 있다.Specific examples of the second additive include bis(trimethylsilyl)acetylene dicarboxylate, bis(ethyldimethylsilyl)acetylene dicarboxylate, bis(dimethylpropylsilyl)acetylene dicarboxylate, and bis(dimethylbutylsilyl) Acetylene dicarboxylate, bis(dimethylvinylsilyl)acetylene dicarboxylate, fumarate bis(trimethylsilyl), maleate bis(trimethylsilyl), phthalate bis(trimethylsilyl), isophthalate bis(trimethylsilyl), terephthalate bis( trimethylsilyl), itaconic acid bis(trimethylsilyl), and the like.

상기 제2 첨가제는 더욱 구체적으로, 하기 화학식 2-1, 화학식 2-2, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.More specifically, the second additive may include Formula 2-1, Formula 2-2, or a combination thereof.

[화학식 2-1][Formula 2-1]

Figure 112015064716431-pat00045
Figure 112015064716431-pat00045

[화학식 2-2][Formula 2-2]

Figure 112015064716431-pat00046
Figure 112015064716431-pat00046

제3 첨가제Third Additive

제3 첨가제는 하기 화학식 3으로 표시되는 불포화 인산 에스테르 화합물일 수 있다. 상기 제3 첨가제는 한 종류를 사용할 수도 있고, 2종 이상 혼합하여 사용할 수도 있다.The third additive may be an unsaturated phosphoric acid ester compound represented by Formula 3 below. The third additive may be used alone or in combination of two or more additives.

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112015064716431-pat00047
Figure 112015064716431-pat00047

상기 화학식 3에서, R12 및 R13은 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 C1 내지 C8 알킬기일 수 있다. 상기 C1 내지 C8 알킬기는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, 2차 부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 이소펜틸기, 2차 펜틸기, t-펜틸기, 헥실기, 2차 헥실기, 헵틸기, 2차 헵틸기, 옥틸기, 2차 옥틸기, 2-메틸 펜틸기, 2-에틸 헥실기 등을 들 수 있다. 이들 중에서, 리튬 이온의 이동에 미치는 악영향이 적고 충전 특성이 양호한 점에서, 수소 원자, 메틸기, 에틸기, 프로필기 등을 사용할 수 있고, 구체적으로는 수소 원자, 메틸기 등을 사용할 수 있고, 더욱 구체적으로는 수소 원자를 사용할 수 있다.In Formula 3, R 12 and R 13 may each independently be a hydrogen atom or a C1 to C8 alkyl group. The C1 to C8 alkyl group is a methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, secondary butyl group, t-butyl group, pentyl group, isopentyl group, secondary pentyl group, t-pentyl group , hexyl group, secondary hexyl group, heptyl group, secondary heptyl group, octyl group, secondary octyl group, 2-methylpentyl group, 2-ethylhexyl group and the like. Among these, in view of the low adverse effect on the movement of lithium ions and good charging characteristics, a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, etc. can be used, specifically a hydrogen atom, a methyl group, etc. can be used, more specifically may use a hydrogen atom.

상기 화학식 3에서, R14는 비닐기로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C8 알킬기, C2 내지 C8 알케닐기, C2 내지 C8 알키닐기, 또는 C1 내지 C8 할로겐화 알킬기일 수 있다. 상기 C1 내지 C8 알킬기 및 상기 C2 내지 C8 알케닐기 각각의 예로는, 상기 화학식 1의 R1 내지 R3의 치환기 설명에서 예시한 바와 동일하다. 상기 C2 내지 C8 알키닐기의 예로는, 에티닐기, 2-프로피닐기('프로파길'로도 불린다), 3-부티닐기, 1-메틸-2-프로피닐기, 1,1-디메틸-2-프로피닐기 등을 들 수 있다. 상기 C1 내지 C8 할로겐화 알킬기의 예로는, 클로로메틸기, 트리플루오로메틸기, 2-플루오로에틸기, 2-클로로에틸기, 2,2,2-트리플루오로에틸기, 2,2,2-트리클로로에틸기, 1,1,2,2-테트라플루오로에틸기, 펜타플루오로에틸기, 3-플루오로프로필기, 2-클로로프로필기, 3-클로로프로필기, 2-클로로-2-프로필기, 3,3,3-트리플루오로프로필기, 2,2,3,3-테트라플루오로프로필기, 헵타플루오로프로필기, 2-클로로부틸기, 3-클로로부틸기, 4-클로로부틸기, 3-클로로-2-부틸기, 1-클로로-2-부틸기, 2-클로로-1,1-디메틸에틸기, 3-클로로-2-메틸프로필기, 5-클로로펜틸기, 3-클로로-2-메틸프로필기, 3-클로로-2,2-디메틸기, 6-클로로헥실기 등을 들 수 있다. 이들 중에서, 리튬 이차 전지의 내부 저항이 작아지는 것으로, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 펜틸기, 2-프로피닐기, 3-클로로프로필기, 3-클로로부틸기, 4-클로로부틸기 등을 사용할 수 있고, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 2-프로피닐기 등을 사용할 수 있고, 더욱 구체적으로는 에틸기, 2-프로피닐기 등을 사용할 수 있다.In Formula 3, R 14 may be a C1 to C8 alkyl group, a C2 to C8 alkenyl group, a C2 to C8 alkynyl group, or a C1 to C8 halogenated alkyl group unsubstituted or substituted with a vinyl group. Examples of each of the C1 to C8 alkyl group and the C2 to C8 alkenyl group are the same as those exemplified in the substituent description for R 1 to R 3 in Formula 1 above. Examples of the C2 to C8 alkynyl group include an ethynyl group, a 2-propynyl group (also called 'propargyl'), a 3-butynyl group, a 1-methyl-2-propynyl group, and a 1,1-dimethyl-2-propynyl group. etc. can be mentioned. Examples of the C1 to C8 halogenated alkyl group include a chloromethyl group, a trifluoromethyl group, a 2-fluoroethyl group, a 2-chloroethyl group, a 2,2,2-trifluoroethyl group, a 2,2,2-trichloroethyl group, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl group, pentafluoroethyl group, 3-fluoropropyl group, 2-chloropropyl group, 3-chloropropyl group, 2-chloro-2-propyl group, 3,3, 3-trifluoropropyl group, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl group, heptafluoropropyl group, 2-chlorobutyl group, 3-chlorobutyl group, 4-chlorobutyl group, 3-chloro- 2-butyl group, 1-chloro-2-butyl group, 2-chloro-1,1-dimethylethyl group, 3-chloro-2-methylpropyl group, 5-chloropentyl group, 3-chloro-2-methylpropyl group , 3-chloro-2,2-dimethyl group, 6-chlorohexyl group, etc. are mentioned. Among these, the internal resistance of the lithium secondary battery is reduced, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, pentyl group, 2-propynyl group, 3-chloropropyl group, 3-chlorobutyl group, 4- A chlorobutyl group or the like can be used, specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a 2-propynyl group, or the like can be used, and more specifically, an ethyl group, a 2-propynyl group, or the like can be used.

상기 제3 첨가제의 구체적인 예 중에서, R12 및 R13이 상기 수소 원자인 화합물의 예로는, 메틸 비스(2-프로피닐)포스페이트, 에틸 비스(2-프로피닐)포스페이트, 프로필 비스(2-프로피닐)포스페이트, 부틸 비스(2-프로피닐)포스페이트, 펜틸 비스(2-프로피닐)포스페이트, 알릴 비스(2-프로피닐)포스페이트, 트리스(2-프로피닐)포스페이트, 2-클로로에틸 비스(2-프로피닐)포스페이트, 2,2,2-트리플루오로에틸 비스(2-프로피닐)포스페이트, 2,2,2-트리클로로에틸 비스(2-프로피닐)포스페이트 등을 들 수 있다.Among specific examples of the third additive, examples of compounds in which R 12 and R 13 are hydrogen atoms include methyl bis(2-propynyl)phosphate, ethyl bis(2-propynyl)phosphate, propyl bis(2-propynyl) Nyl)phosphate, butyl bis(2-propynyl)phosphate, pentyl bis(2-propynyl)phosphate, allyl bis(2-propynyl)phosphate, tris(2-propynyl)phosphate, 2-chloroethyl bis(2 -propynyl)phosphate, 2,2,2-trifluoroethyl bis(2-propynyl)phosphate, 2,2,2-trichloroethyl bis(2-propynyl)phosphate, etc. are mentioned.

상기 제3 첨가제의 구체적인 예 중에서, R12가 상기 메틸기이고 R13이 상기 수소 원자인 화합물의 예로는, 메틸 비스(1-메틸-2-프로피닐)포스페이트, 에틸 비스(1-메틸-2-프로피닐)포스페이트, 프로필 비스(1-메틸-2-프로필)포스페이트, 부틸 비스(1-메틸-2-프로피닐)포스페이트, 펜틸 비스(1-메틸-2-프로피닐)포스페이트, 알릴 비스(1-메틸-2-프로피닐)포스페이트, 2-프로피닐 비스(1-메틸-2-프로피닐)포스페이트, 트리스(1-메틸-1-메틸-2-프로피닐)포스페이트, 2-클로로에틸 비스(1-메틸-2-프로피닐)포스페이트, 2,2,2-트리플루오로에틸 비스(1-메틸-2-프로피닐)포스페이트, 2,2,2-트리클로로에틸 비스(1-메틸-2-프로피닐)포스페이트 등을 들 수 있다.Among specific examples of the third additive, examples of compounds in which R 12 is the methyl group and R 13 is the hydrogen atom include methyl bis(1-methyl-2-propynyl)phosphate, ethyl bis(1-methyl-2- Propynyl)phosphate, propyl bis(1-methyl-2-propyl)phosphate, butyl bis(1-methyl-2-propynyl)phosphate, pentyl bis(1-methyl-2-propynyl)phosphate, allyl bis(1 -Methyl-2-propynyl)phosphate, 2-propynyl bis(1-methyl-2-propynyl)phosphate, tris(1-methyl-1-methyl-2-propynyl)phosphate, 2-chloroethyl bis( 1-methyl-2-propynyl)phosphate, 2,2,2-trifluoroethyl bis(1-methyl-2-propynyl)phosphate, 2,2,2-trichloroethyl bis(1-methyl-2 -propynyl) phosphate; etc. are mentioned.

상기 제3 첨가제의 구체적인 예 중에서, R12 및 R13이 상기 메틸기인 화합물의 예로는, 메틸 비스(1,1-디메틸-2-프로피닐)포스페이트, 에틸 비스(1,1-디메틸-2-프로피닐)포스페이트, 프로필 비스(1,1-디메틸-2-프로피닐)포스페이트, 부틸 비스(1,1-디메틸-2-프로피닐)포스페이트, 펜틸 비스(1,1-디메틸-2-프로피닐)포스페이트, 알릴 비스(1,1-디메틸-2-프로피닐)포스페이트, 2-프로피닐 비스(1,1-디메틸-2-프로피닐)포스페이트, 트리스(1,1-디메틸-2-프로피닐)포스페이트, 2-클로로에틸 비스(1,1-디메틸-2-프로피닐)포스페이트, 2,2,2-트리플루오로에틸 비스(1,1-디메틸-2-프로피닐)포스페이트, 2,2,2-트리클로로에틸 비스(1,1-디메틸-2-프로피닐)포스페이트 등을 들 수 있다.Among specific examples of the third additive, examples of compounds in which R 12 and R 13 are methyl groups include methyl bis(1,1-dimethyl-2-propynyl)phosphate, ethyl bis(1,1-dimethyl-2- Propynyl)phosphate, propyl bis(1,1-dimethyl-2-propynyl)phosphate, butyl bis(1,1-dimethyl-2-propynyl)phosphate, pentyl bis(1,1-dimethyl-2-propynyl) )phosphate, allyl bis(1,1-dimethyl-2-propynyl)phosphate, 2-propynyl bis(1,1-dimethyl-2-propynyl)phosphate, tris(1,1-dimethyl-2-propynyl) )phosphate, 2-chloroethyl bis(1,1-dimethyl-2-propynyl)phosphate, 2,2,2-trifluoroethyl bis(1,1-dimethyl-2-propynyl)phosphate, 2,2 , 2-trichloroethyl bis (1, 1-dimethyl-2-propynyl) phosphate; and the like.

상기 제3 첨가제의 구체적인 예 중에서도, 메틸 비스(2-프로피닐)포스페이트, 에틸 비스(2-프로피닐)포스페이트, 프로필 비스(2-프로피닐)포스페이트, 부틸 비스(2-프로피닐)포스페이트, 펜틸 비스(2-프로피닐)포스페이트, 트리스(2-프로피닐)포스페이트, 2-클로로에틸 비스(2-프로피닐)포스페이트 등을 사용할 수 있고, 구체적으로는 에틸 비스(2-프로피닐)포스페이트, 프로필 비스(2-프로피닐)포스페이트, 부틸 비스(2-프로피닐)포스페이트, 트리스(2-프로피닐)포스페이트 등을 사용할 수 있고, 더욱 구체적으로는 에틸 비스(2-프로피닐)포스페이트, 트리스(2-프로피닐)포스페이트 등을 사용할 수 있다.Among specific examples of the third additive, methyl bis (2-propynyl) phosphate, ethyl bis (2-propynyl) phosphate, propyl bis (2-propynyl) phosphate, butyl bis (2-propynyl) phosphate, pentyl Bis (2-propynyl) phosphate, tris (2-propynyl) phosphate, 2-chloroethyl bis (2-propynyl) phosphate and the like can be used, specifically ethyl bis (2-propynyl) phosphate, propyl Bis (2-propynyl) phosphate, butyl bis (2-propynyl) phosphate, tris (2-propynyl) phosphate, etc. can be used, more specifically, ethyl bis (2-propynyl) phosphate, tris (2 -propynyl) phosphate and the like can be used.

상기 제3 첨가제는 더욱 구체적으로, 하기 화학식 3-1 내지 3-8로 표시되는 불포화 인산 에스테르 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 구체적으로 하기 화학식 3-1, 화학식 3-2, 또는 이들의 조합으로 표시되는 불포화 인산 에스테르 화합물을 포함할 수 있다.More specifically, the third additive may include at least one of the unsaturated phosphoric acid ester compounds represented by the following Chemical Formulas 3-1 to 3-8, and specifically, the following Chemical Formulas 3-1, Chemical Formulas 3-2, or Unsaturated phosphoric acid ester compounds represented by combinations may be included.

[화학식 3-1][Formula 3-1]

Figure 112015064716431-pat00048
Figure 112015064716431-pat00048

[화학식 3-2][Formula 3-2]

Figure 112015064716431-pat00049
Figure 112015064716431-pat00049

[화학식 3-3][Formula 3-3]

Figure 112015064716431-pat00050
Figure 112015064716431-pat00050

[화학식 3-4][Formula 3-4]

Figure 112015064716431-pat00051
Figure 112015064716431-pat00051

[화학식 3-5][Formula 3-5]

Figure 112015064716431-pat00052
Figure 112015064716431-pat00052

[화학식 3-6][Formula 3-6]

Figure 112015064716431-pat00053
Figure 112015064716431-pat00053

[화학식 3-7][Formula 3-7]

Figure 112015064716431-pat00054
Figure 112015064716431-pat00054

[화학식 3-8][Formula 3-8]

Figure 112015064716431-pat00055
Figure 112015064716431-pat00055

제4 첨가제4th additive

제4 첨가제는 하기 화학식 4로 표시되는 불포화 인산 에스테르 화합물일 수 있다. 상기 제4 첨가제는 한 종류를 사용할 수도 있고, 2종 이상 혼합하여 사용할 수도 있다.The fourth additive may be an unsaturated phosphoric acid ester compound represented by Formula 4 below. The fourth additive may be used alone or in combination of two or more additives.

[화학식 4][Formula 4]

Figure 112015064716431-pat00056
Figure 112015064716431-pat00056

상기 화학식 4에서, R15 및 R16은 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 C1 내지 C8 알킬기일 수 있다. 상기 C1 내지 C8 알킬기는 상기 화학식 1의 R1 내지 R3의 치환기 설명에서 예시한 바와 동일하다. 이들 중에서, 리튬 이온의 이동에 미치는 악영향이 적고 충전 특성이 양호한 점에서, 수소 원자, 메틸기, 에틸기, 프로필기 등을 사용할 수 있고, 구체적으로는 수소 원자, 메틸기 등을 사용할 수 있고, 더욱 구체적으로는 수소 원자를 사용할 수 있다.In Formula 4, R 15 and R 16 may each independently be a hydrogen atom or a C1 to C8 alkyl group. The C1 to C8 alkyl groups are the same as those exemplified in the substituent description of R 1 to R 3 in Formula 1 above. Among these, in view of the low adverse effect on the movement of lithium ions and good charging characteristics, a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, etc. can be used, specifically a hydrogen atom, a methyl group, etc. can be used, more specifically may use a hydrogen atom.

상기 화학식 4에서, R17은 C1 내지 C8 알킬기, C2 내지 C8 알케닐기, C2 내지 C8 알키닐기, 또는 C1 내지 C8 할로겐화 알킬기일 수 있다. 상기 C1 내지 C8 알킬기 및 상기 C2 내지 C8 알케닐기 각각의 예로는, 상기 화학식 1의 R1 내지 R3의 치환기 설명에서 예시한 바와 동일하다. 상기 C2 내지 C8 알키닐기 및 상기 C1 내지 C8 할로겐화 알킬기는 상기 화학식 3의 R14의 치환기 설명에서 예시한 바와 동일하다. 이들 중에서, 리튬 이차 전지의 내부 저항이 작아지는 것으로, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 펜틸기, 2-프로피닐기, 3-클로로프로필기, 3-클로로부틸기, 4-클로로부틸기 등을 사용할 수 있고, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 2-프로피닐기 등을 사용할 수 있고, 더욱 구체적으로는 메틸기, 에틸기 등을 사용할 수 있다.In Formula 4, R 17 may be a C1 to C8 alkyl group, a C2 to C8 alkenyl group, a C2 to C8 alkynyl group, or a C1 to C8 halogenated alkyl group. Examples of each of the C1 to C8 alkyl group and the C2 to C8 alkenyl group are the same as those exemplified in the substituent description for R 1 to R 3 in Formula 1 above. The C2 to C8 alkynyl group and the C1 to C8 halogenated alkyl group are the same as those exemplified in the description of the substituent for R 14 in Formula 3 above. Among these, the internal resistance of the lithium secondary battery is reduced, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, pentyl group, 2-propynyl group, 3-chloropropyl group, 3-chlorobutyl group, 4- A chlorobutyl group or the like can be used, specifically a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a 2-propynyl group or the like can be used, and more specifically a methyl group, an ethyl group or the like can be used.

상기 화학식 4에서, n은 1 또는 2 일 수 있다. 이 중, 원료인 알킨 디올로부터의 인산 에스테르 반응이 용이하여 고수율이 얻어지는 점에서, n은 2 일 수 있다. n이 2일 경우, 하기 화학식 G처럼 표시될 수 있다.In Chemical Formula 4, n may be 1 or 2. Among these, n may be 2 from the viewpoint that phosphoric acid ester reaction from alkyne diol as a raw material is easy and a high yield is obtained. When n is 2, it can be represented as in Formula G below.

[화학식 G][Formula G]

Figure 112015064716431-pat00057
Figure 112015064716431-pat00057

상기 제4 첨가제의 구체적인 예 중에서, n은 1인 화합물의 예로는, 2-부틴-1,4-디올 테트라메틸 디포스페이트, 2-부틴-1,4-디올 테트라에틸 디포스페이트, 2-부틴-1,4-디올 테트라프로필 디포스페이트, 2-부틴-1,4-디올 테트라이소프로필 디포스페이트, 2-부틴-1,4-디올 테트라부틸 디포스페이트, 2-부틴-1,4-디올 테트라펜틸 디포스페이트, 2-부틴-1,4-디올 테트라키스(2-프로피닐)디포스페이트, 2-부틴-1,4-디올 테트라키스(3-클로로프로필) 디포스페이트, 2-부틴-1,4-디올 테트라키스(3-클로로부틸) 디포스페이트, 2-부틴-1,4-디올 테트라키스(4-클로로부틸) 디포스페이트 등을 들 수 있고, 이들 중에서 2-부틴-1,4-디올 테트라메틸 디포스페이트, 2-부틴-1,4-디올 테트라에틸 디포스페이트, 2-부틴-1,4-디올 테트라프로필 디포스페이트, 2-부틴-1,4-디올 테트라키스(2-프로피닐) 디포스페이트 등을 사용할 수 있고, 구체적으로 2-부틴-1,4-디올 테트라메틸 디포스페이트, 2-부틴-1,4-디올 테트라키스(2-프로피닐) 디포스페이트 등을 사용할 수 있다.Among specific examples of the fourth additive, examples of compounds in which n is 1 include 2-butyne-1,4-diol tetramethyl diphosphate, 2-butyne-1,4-diol tetraethyl diphosphate, 2-butyne- 1,4-diol tetrapropyl diphosphate, 2-butyne-1,4-diol tetraisopropyl diphosphate, 2-butyne-1,4-diol tetrabutyl diphosphate, 2-butyne-1,4-diol tetrapentyl Diphosphate, 2-butyne-1,4-diol tetrakis(2-propynyl)diphosphate, 2-butyne-1,4-diol tetrakis(3-chloropropyl) diphosphate, 2-butyne-1,4 -diol tetrakis(3-chlorobutyl) diphosphate, 2-butyne-1,4-diol tetrakis(4-chlorobutyl) diphosphate, etc., among which 2-butyne-1,4-diol tetra Methyl diphosphate, 2-butyne-1,4-diol tetraethyl diphosphate, 2-butyne-1,4-diol tetrapropyl diphosphate, 2-butyne-1,4-diol tetrakis(2-propynyl)di phosphate and the like can be used, and specifically, 2-butyn-1,4-diol tetramethyl diphosphate, 2-butyn-1,4-diol tetrakis(2-propynyl) diphosphate and the like can be used.

상기 제4 첨가제의 구체적인 예 중에서, n이 2인 화합물의 예로는, 2,4-헥사디인-1,6-디올 테트라메틸 디포스페이트, 2,4-헥사디인-1,6-디올 테트라에틸 디포스페이트, 2,4-헥사디인-1,6-디올 테트라프로필 디포스페이트, 2,4-헥사디인-1,6-디올 테트라이소프로필 디포스페이트, 2,4-헥사디인-1,6-디올 테트라부틸 디포스페이트, 2,4-헥사디인-1,6-디올 테트라펜틸 디포스페이트, 2,4-헥사디인-1,6-디올 테트라키스(2-프로피닐) 디포스페이트, 2,4-헥사디인-1,6-디올 테트라키스(3-클로로프로필) 디포스페이트, 2,4-헥사디인-1,6-디올 테트라키스(3-클로로부틸) 디포스페이트, 2,4-헥사디인-1,6-디올 테트라키스(4-클로로부틸) 디포스페이트 등을 들 수 있고, 이들 중에서 2,4-헥사디인-1,6-디올 테트라메틸 디포스페이트, 2,4-헥사디인-1,6-디올 테트라에틸 디포스페이트, 2,4-헥사디인-1,6-디올 테트라프로필 디포스페이트, 2,4-헥사디인-1,6-디올 테트라키스(2-프로피닐) 디포스페이트 등을 사용할 수 있고, 구체적으로는 2,4-헥사디인-1,6-디올 테트라메틸 디포스페이트, 2,4-헥사디인-1,6-디올 테트라키스(2-프로피닐) 디포스페이트 등을 사용할 수 있다.Among specific examples of the fourth additive, examples of compounds in which n is 2 include 2,4-hexadiin-1,6-diol tetramethyl diphosphate, 2,4-hexadiin-1,6-diol tetra Ethyl diphosphate, 2,4-hexadiin-1,6-diol tetrapropyl diphosphate, 2,4-hexadiin-1,6-diol tetraisopropyl diphosphate, 2,4-hexadiin-1 ,6-diol tetrabutyl diphosphate, 2,4-hexadiin-1,6-diol tetrapentyl diphosphate, 2,4-hexadiin-1,6-diol tetrakis(2-propynyl) diphosphate , 2,4-hexadiin-1,6-diol tetrakis (3-chloropropyl) diphosphate, 2,4-hexadiin-1,6-diol tetrakis (3-chlorobutyl) diphosphate, 2 ,4-hexadiin-1,6-diol tetrakis(4-chlorobutyl) diphosphate and the like, among which 2,4-hexadiin-1,6-diol tetramethyl diphosphate, 2, 4-hexadiin-1,6-diol tetraethyl diphosphate, 2,4-hexadiin-1,6-diol tetrapropyl diphosphate, 2,4-hexadiin-1,6-diol tetrakis ( 2-propynyl) diphosphate and the like can be used, specifically 2,4-hexadiin-1,6-diol tetramethyl diphosphate, 2,4-hexadiin-1,6-diol tetrakis ( 2-propynyl) diphosphate and the like can be used.

상기 제4 첨가제는 더욱 구체적으로, 하기 화학식 4-1 내지 4-4로 표시되는 불포화 인산 에스테르 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 구체적으로 하기 화학식 4-1, 화학식 4-2, 또는 이들의 조합으로 표시되는 불포화 인산 에스테르 화합물을 포함할 수 있다.More specifically, the fourth additive may include at least one of the unsaturated phosphoric acid ester compounds represented by the following Chemical Formulas 4-1 to 4-4, and specifically, the following Chemical Formulas 4-1, Chemical Formulas 4-2, or Unsaturated phosphoric acid ester compounds represented by combinations may be included.

[화학식 4-1][Formula 4-1]

Figure 112015064716431-pat00058
Figure 112015064716431-pat00058

[화학식 4-2][Formula 4-2]

Figure 112015064716431-pat00059
Figure 112015064716431-pat00059

[화학식 4-3][Formula 4-3]

Figure 112015064716431-pat00060
Figure 112015064716431-pat00060

[화학식 4-4][Formula 4-4]

Figure 112015064716431-pat00061
Figure 112015064716431-pat00061

상기 제1 첨가제, 그리고 상기 제2 내지 제4 첨가제 중 적어도 하나를 전해액에 첨가함으로써, 사이클 수명 특성 및 고온 저장 특성이 향상될 수 있다. 예컨대, 상기 전해액은 상기 제1 첨가제 및 상기 제2 첨가제를 포함하거나, 상기 제1 첨가제 및 상기 제3 첨가제를 포함하거나, 상기 제1 첨가제 및 상기 제4 첨가제를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 전해액은 상기 제1 첨가제, 상기 제2 첨가제, 및 상기 제3 첨가제를 포함하거나, 상기 제1 첨가제, 상기 제2 첨가제, 및 상기 제4 첨가제를 포함하거나, 상기 제1 첨가제, 상기 제3 첨가제, 및 상기 제4 첨가제를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 전행액은 상기 제1 첨가제, 상기 제2 첨가제, 상기 제3 첨가제, 및 상기 제4 첨가제를 모두 포함할 수 있다.Cycle life characteristics and high-temperature storage characteristics may be improved by adding the first additive and at least one of the second to fourth additives to the electrolyte solution. For example, the electrolyte solution may include the first additive and the second additive, the first additive and the third additive, or the first additive and the fourth additive. For example, the electrolyte solution includes the first additive, the second additive, and the third additive, includes the first additive, the second additive, and the fourth additive, or includes the first additive and the third additive. 3 additives, and the fourth additive may be included. For example, the former solution may include all of the first additive, the second additive, the third additive, and the fourth additive.

구체적으로, 제1 내지 제4 첨가제가, 전해액 내에 포함되는 하이드로플루오로에테르(HFE) 보다 우선적으로, 예를 들면, 용매보다도 낮은 전위로 분해하거나, 또는 상기 첨가제가 양극 활물질 표면에 흡착한다. 상기 제1 내지 제4 첨가제나 또는 이들의 분해 생성물이 양극 활물질을 덮음으로써 하이드로플루오로에테르의 분해를 억제한다. 예를 들면, 제1 내지 제4 첨가제 자체 또는 이들의 분해 생성물이 양극 활물질을 덮음으로써 하이드로플루오로에테르와 양극 활물질과의 접촉을 억제한다. 이에 따라, 용매, 특히, 하이드로플루오로에테르의 분해 생성물 유래의 고저항의 피막이 양극 활물질 위로 형성되는 것을 억제하고, 사이클 특성의 저하나 저장 중의 전해액(HFE)의 분해 가스의 발생이 억제된다. Specifically, the first to fourth additives decompose preferentially over hydrofluoroether (HFE) contained in the electrolyte solution, for example, at a potential lower than that of the solvent, or the additives are adsorbed to the surface of the positive electrode active material. The first to fourth additives or their decomposition products cover the cathode active material, thereby inhibiting decomposition of hydrofluoroether. For example, the first to fourth additives themselves or decomposition products thereof cover the cathode active material, thereby suppressing contact between hydrofluoroether and the cathode active material. Accordingly, formation of a high-resistance film derived from a decomposition product of the solvent, particularly hydrofluoroether, on the positive electrode active material is suppressed, and deterioration in cycle characteristics and generation of decomposition gas of the electrolyte (HFE) during storage are suppressed.

제1 내지 제4 첨가제의 첨가 효과를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.The effect of adding the first to fourth additives is described in more detail as follows.

제1 첨가제의 말단 실릴기는 LiPF6 전해질의 일부 또는 전해액 중에 근소하게 유리(遊離)하는 불산과 상호작용하기 쉬운 경향이 있어, 그 결합 해리점을 기점으로 양극 상에서 제2 내지 제4 첨가제보다도 먼저 분해하여 피막을 형성한다. 2개의 실릴기 사이에 있는 불포화기(알키닐기 등)도 피막 형성에 기여한다. 그 다음에, 제2 첨가제가 분해 작용하는 것으로 보이며, 구조 중의 카르보닐기가 피막의 이온 전도를 부여하는 것으로 보여진다. 제3 및 제4 첨가제는 제1 및 제2 첨가제보다도 화학구조상으로 안정되며, 상대적으로 내전압 특성이 있다. 제1 첨가제 유래의 피막에 제3 및 제4 첨가제가 포스폰산 부위에 의해 양극 활물질에 흡착하면서 받아들여진 결과, 하이드로플루오로에테르의 접촉을 억제하는 치밀하고 저저항인 피막을 형성한 것으로 보인다.The terminal silyl group of the first additive tends to interact easily with part of the LiPF 6 electrolyte or hydrofluoric acid slightly freed in the electrolyte solution, and decomposes earlier than the second to fourth additives on the anode, starting from the bond dissociation point. to form a film. An unsaturated group (such as an alkynyl group) between two silyl groups also contributes to film formation. Then, the second additive seems to have a decomposing action, and the carbonyl group in the structure is believed to impart ionic conduction to the coating. The third and fourth additives are more stable in chemical structure than the first and second additives, and have relatively high withstand voltage characteristics. As a result of adsorption and acceptance of the third and fourth additives to the cathode active material by the phosphonic acid site in the film derived from the first additive, it seems that a dense and low-resistance film that suppresses contact with hydrofluoroether was formed.

상기 제1 첨가제는 상기 전해액의 총 중량에 대하여 0.01 내지 1.5 중량%로 포함될 수 있고, 예를 들면, 0.1 내지 1.4 중량%, 0.2 내지 1.4 중량%, 0.4 내지 1.3 중량%로 포함될 수 있다. 상기 제1 첨가제의 함유량이 상기 범위 내인 경우 사이클 수명 특성 및 저장 특성이 크게 향상될 수 있다.The first additive may be included in an amount of 0.01 to 1.5% by weight based on the total weight of the electrolyte, for example, 0.1 to 1.4% by weight, 0.2 to 1.4% by weight, or 0.4 to 1.3% by weight. When the content of the first additive is within the above range, cycle life characteristics and storage characteristics may be greatly improved.

상기 제2 첨가제는 상기 전해액의 총 중량에 대하여 0.05 내지 1.00 중량%로 포함될 수 있고, 예를 들면, 0.07 내지 1.00 중량%, 0.07 내지 0.6 중량%, 0.1 내지 0.6 중량%로 포함될 수 있다. 상기 제2 첨가제의 함유량이 상기 범위 내인 경우 사이클 수명 특성 및 저장 특성이 크게 향상될 수 있다.The second additive may be included in an amount of 0.05 to 1.00% by weight, for example, 0.07 to 1.00% by weight, 0.07 to 0.6% by weight, or 0.1 to 0.6% by weight based on the total weight of the electrolyte solution. When the content of the second additive is within the above range, cycle life characteristics and storage characteristics may be greatly improved.

상기 제3 첨가제는 상기 전해액의 총 중량에 대하여 0.04 내지 1.00 중량%로 포함될 수 있고, 예를 들면, 0.05 내지 1.00 중량%, 0.07 내지 1.00 중량%, 0.07 내지 0.6 중량%, 0.1 내지 0.6 중량%로 포함될 수 있다. 상기 제3 첨가제의 함유량이 상기 범위 내인 경우 사이클 수명 특성 및 저장 특성이 크게 향상될 수 있다.The third additive may be included in 0.04 to 1.00% by weight based on the total weight of the electrolyte solution, for example, 0.05 to 1.00% by weight, 0.07 to 1.00% by weight, 0.07 to 0.6% by weight, or 0.1 to 0.6% by weight. can be included When the content of the third additive is within the above range, cycle life characteristics and storage characteristics may be greatly improved.

상기 제4 첨가제는 상기 전해액의 총 중량에 대하여 0.01 내지 1.0 중량%로 포함될 수 있고, 예를 들면, 0.05 내지 1.0 중량%, 0.07 내지 1.0 중량%, 0.1 내지 0.7 중량%, 0.1 내지 0.6 중량%, 0.1 내지 0.4 중량%로 포함될 수 있다. 상기 제4 첨가제의 함유량이 상기 범위 내인 경우 사이클 수명 특성 및 저장 특성이 크게 향상될 수 있다.The fourth additive may be included in 0.01 to 1.0% by weight based on the total weight of the electrolyte solution, for example, 0.05 to 1.0% by weight, 0.07 to 1.0% by weight, 0.1 to 0.7% by weight, 0.1 to 0.6% by weight, It may be included in 0.1 to 0.4% by weight. When the content of the fourth additive is within the above range, cycle life characteristics and storage characteristics may be greatly improved.

상기 전해액은 상기 제1 내지 제4 첨가제 이외 각종 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이러한 첨가제로는 음극작용 첨가제, 양극작용 첨가제, 에스테르계의 첨가제, 탄산에스테르계의 첨가제, 황산에스테르계의 첨가제, 인산에스테르계의 첨가제, 붕산에스테르계의 첨가제, 산무수물계의 첨가제, 전해질계의 첨가제 등을 들 수 있다. 이들 중에서 어느 1종을 전해액에 첨가할 수도 있고, 복수 종류의 첨가제를 전해액에 첨가할 수도 있다.The electrolyte solution may further include various additives other than the first to fourth additives. These additives include negative electrode additives, positive electrode additives, ester-based additives, carbonate ester-based additives, sulfuric acid ester-based additives, phosphoric acid ester-based additives, boric acid ester-based additives, acid anhydride-based additives, and electrolyte-based additives. Additives etc. are mentioned. Any one of these may be added to the electrolyte solution, and a plurality of types of additives may be added to the electrolyte solution.

이상과 같이, 일 구현예에 따른 전해액은 상기 제1 첨가제, 그리고 상기 제2 내지 제4 첨가제 중 적어도 하나를 포함함으로써, 리튬을 함유하는 전이금속산화물을 양극 활물질로 포함하는 양극과, 하이드로플루오로에테르를 포함하는 전해액을 이용한 리튬 이차 전지의 사이클 수명 특성 및 저장 특성을 크게 향상시킬 수 있다.As described above, the electrolyte solution according to one embodiment includes the first additive and at least one of the second to fourth additives, thereby including a positive electrode including a transition metal oxide containing lithium as a positive electrode active material, and a hydrofluorocarbon Cycle life characteristics and storage characteristics of a lithium secondary battery using an electrolyte containing ether can be greatly improved.

이하, 리튬 이차 전지의 제조 방법에 대해 설명한다. Hereinafter, a method for manufacturing a lithium secondary battery will be described.

양극(20)은 다음과 같이 제조될 수 있다. 먼저, 양극 활물질, 도전재 및 바인더를 혼합한 혼합물을 용매, 예를 들면, N-메틸-2-피롤리돈에 분산시켜 슬러리를 제조한다. 이어서, 상기 슬러리를 집전체(21) 위에 도포하고 건조시켜 양극 활물질층(22)을 형성한다. 이때 도포의 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 나이프 코터법(knife coater)법, 그라비아 코터(gravure coater)법 등을 들 수 있다. 이하의 도포 공정은 동일한 방법으로 수행될 수 있다. 이어서, 압축기에 의해 양극 활물질층(22)을 상기 범위 내의 밀도가 되도록 압축하여 양극(20)을 형성할 수 있다. The anode 20 can be manufactured as follows. First, a slurry is prepared by dispersing a mixture of a cathode active material, a conductive material, and a binder in a solvent, for example, N-methyl-2-pyrrolidone. Then, the slurry is applied on the current collector 21 and dried to form the positive electrode active material layer 22 . At this time, the method of application is not particularly limited, and examples thereof include a knife coater method and a gravure coater method. The application process below can be performed in the same way. Subsequently, the cathode 20 may be formed by compressing the cathode active material layer 22 to a density within the above range by using a compressor.

음극(3)은 양극(20)과 동일하게 제조될 수 있다. 예를 들면, 먼저, 음극 활물질 및 바인더를 혼합한 것을 N-메틸-2-피롤리돈, 물 등의 용매에 분산시켜 슬러리를 제조한 다음, 상기 슬러리를 집전체(31) 위에 도포하고 건조하여 음극 활물질층(32)을 형성한다. 이어서, 압축기에 의해 음극 활물질층(32)을 상기 범위 내의 밀도가 되도록 압축하여 음극(30)을 형성할 수 있다.The negative electrode 3 may be manufactured in the same way as the positive electrode 20 . For example, first, a mixture of the negative electrode active material and the binder is dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone or water to prepare a slurry, and then the slurry is applied on the current collector 31 and dried. An anode active material layer 32 is formed. Subsequently, the negative electrode 30 may be formed by compressing the negative electrode active material layer 32 to have a density within the above range by using a compressor.

상기 세퍼레이터(40a)는 다음과 같이 제조될 수 있다. 먼저, 다공질층(42)을 구성하는 수지와, 수용성 유기 용매를 5 내지 10 : 90 내지 95의 중량비로 혼합하여 도포액을 제조한다. 여기에서, 수용성 유기 용매로는 예를 들면, N-메틸-2-피롤리돈, 디메틸 아세트아미도(DMAc), 트리프로필렌글리콜(TPG) 등을 들 수 있다. 이어서, 상기 도포액을 기재(41)의 양면 또는 일면에 1 내지 5 ㎛의 두께로 도포하여 형성한다. 이어서, 도포액이 도포된 기재(41)를 응고액으로 처리하여 도포액 중의 수지를 응고시킨다. 여기에서, 도포액이 도포된 기재(41)를 응고액으로 처리하는 방법으로는 예를 들면, 도포액이 도포된 기재(41)를 응고액에 함침시키는 방법, 도포액이 도포된 기재(41)에 응고액을 세차게 부는 방법 등을 들 수 있다. 이에 따라, 세퍼레이터(40a)를 형성할 수 있다. 여기에서, 응고액은 예를 들면, 상기의 수용성 유기 용매에 물을 혼합시킨 것이다. 물의 혼합량은 응고액의 총 부피에 대하여 40 내지 80 부피% 일 수 있다. 이어서, 세퍼레이터(40a)를 수세 및 건조하여 세퍼레이터(40a)로부터 물 및 수용성 유기 용매를 제거한다.The separator 40a may be manufactured as follows. First, a coating solution is prepared by mixing a resin constituting the porous layer 42 and a water-soluble organic solvent in a weight ratio of 5 to 10:90 to 95. Examples of the water-soluble organic solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, dimethyl acetamido (DMAc), and tripropylene glycol (TPG). Then, the coating liquid is applied to both sides or one side of the substrate 41 to a thickness of 1 to 5 μm. Subsequently, the substrate 41 coated with the coating liquid is treated with a coagulating liquid to solidify the resin in the coating liquid. Here, as a method of treating the substrate 41 coated with the coating liquid with the coagulating liquid, for example, a method in which the substrate 41 coated with the coating liquid is impregnated with the coagulating liquid, and the substrate 41 coated with the coating liquid ), and the like. Accordingly, the separator 40a can be formed. Here, the coagulating liquid is obtained by mixing water with the above water-soluble organic solvent, for example. The mixing amount of water may be 40 to 80% by volume based on the total volume of the coagulating solution. Next, the separator 40a is washed with water and dried to remove water and a water-soluble organic solvent from the separator 40a.

계속해서, 세퍼레이터(40a)를 양극(20) 및 음극(30) 사이에 끼워넣는 것으로, 전극구조체를 제조한다. 다공질층(42)이 기재(41)의 일면에만 형성되어 있을 경우, 음극(30)을 다공질층(42)에 대향시킨다. 그 다음에, 제조한 전극구조체를 원하는 형태, 예를 들면, 원통형, 각형, 라미네이트형, 버튼형 등으로 가공하고, 상기 형태의 용기에 삽입한다. 또한, 상기 용기 내에 원하는 전해액을 주입하는 것으로, 세퍼레이터(40a) 내의 각 기공에 전해액을 함침시킨다. 이에 따라, 리튬 이차 전지가 제조된다.Then, by inserting the separator 40a between the positive electrode 20 and the negative electrode 30, an electrode structure is manufactured. When the porous layer 42 is formed on only one surface of the substrate 41, the cathode 30 is opposed to the porous layer 42. Then, the manufactured electrode structure is processed into a desired shape, for example, a cylindrical shape, an angular shape, a laminated shape, a button shape, etc., and inserted into a container of the above shape. Further, by injecting a desired electrolyte solution into the container, each pore in the separator 40a is impregnated with the electrolyte solution. Thus, a lithium secondary battery is manufactured.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다.  다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다. 또한, 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략한다. Hereinafter, specific embodiments of the present invention are presented. However, the embodiments described below are only intended to specifically illustrate or explain the present invention, and the present invention should not be limited thereto. In addition, since the content not described herein can be sufficiently technically inferred by those skilled in the art, the description thereof will be omitted.

실시예Example 1 One

LiCoO2를 98 중량%, 폴리비닐리덴플루오라이드 1 중량% 및 케첸 블랙 1 중량%를 N-메틸-2-피롤리돈에 분산시켜 슬러리를 제조한 다음, 상기 슬러리를 집전체인 알루미늄 집전박 위에 도포 및 건조하여, 양극 활물질층을 형성하였다. 이어서, 프레스기에 의해 양극 활물질층을 프레스함으로써 양극 활물질층의 밀도를 4.0 g/cm3로 하여, 양극을 제조하였다.98% by weight of LiCoO 2 , 1% by weight of polyvinylidene fluoride, and 1% by weight of Ketjen Black were dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone to prepare a slurry, and then the slurry was coated on an aluminum current collector foil. By coating and drying, a positive electrode active material layer was formed. Subsequently, the positive electrode active material layer was pressed with a press to make the positive electrode active material layer have a density of 4.0 g/cm 3 , thereby manufacturing a positive electrode.

규소 합금(규소가 70 원자% 함유됨) 및 인조흑연을 30:70의 중량비로 혼합한 음극 활물질 90 중량%, 폴리아크릴산 7 중량% 및 도전 카본 2 중량%를 물에 분산시켜 슬러리를 제조한 다음, 상기 슬러리를 집전체인 알루미늄 집전박 위에 도포 및 건조하여, 음극 활물질층을 형성하였다. 이어서, 프레스기에 의해 음극 활물질층을 프레스함으로써 음극 활물질층의 밀도를 1.45 g/cm3로 하여, 음극을 제조하였다.A slurry was prepared by dispersing 90% by weight of an anode active material, 7% by weight of polyacrylic acid, and 2% by weight of conductive carbon in water, a mixture of silicon alloy (containing 70 atomic% of silicon) and artificial graphite in a weight ratio of 30:70. , The slurry was coated on an aluminum current collector foil as a current collector and dried to form a negative electrode active material layer. Subsequently, the negative electrode active material layer was pressed with a press to make the negative electrode active material layer have a density of 1.45 g/cm 3 , thereby manufacturing a negative electrode.

이어서, 세퍼레이터(미쓰비시 수지社의 세퍼렌트, 두께 20㎛)를 양극 및 음극 사이에 배치하여 전극 구조체를 제작하였다.Then, a separator (Mitsubishi Resin's Seperent, thickness 20 μm) was disposed between the positive electrode and the negative electrode to prepare an electrode structure.

이어서, 상기 전극 구조체를 시험 용기에 삽입하였다.Then, the electrode structure was inserted into a test container.

플루오로에틸렌 카보네이트(FEC), 에틸메틸술폰(EMS), 디메틸 카보네이트(DMC), 하이드로플루오로에테르(HFE)로서 H(CF2)2CH2O(CF2)H를 12:3:45:40의 부피비로 혼합한 용매에, LiPF6을 1.3mol/L의 농도가 되도록 용해하여 기본 전해액을 제조하였다. 이어서, 상기 기본 전해액에 화학식 1-1로 표시되는 제1 첨가제 및 화학식 3-1로 표시되는 제3 첨가제를 첨가하여 실험 전해액을 제조하였다. 상기 제1 첨가제는 상기 실험 전해액의 총 중량에 대하여 0.2 중량%로 첨가되었고, 상기 제3 첨가제는 상기 실험 전해액의 총 중량에 대하여 0.2 중량%로 첨가되었다.Fluoroethylene carbonate (FEC), ethylmethylsulfone (EMS), dimethyl carbonate (DMC), hydrofluoroether (HFE) as H(CF 2 ) 2 CH 2 O(CF 2 )H as 12:3:45: A basic electrolyte solution was prepared by dissolving LiPF 6 in a solvent mixed at a volume ratio of 40 to a concentration of 1.3 mol/L. Subsequently, an experimental electrolyte solution was prepared by adding a first additive represented by Chemical Formula 1-1 and a third additive represented by Chemical Formula 3-1 to the basic electrolyte solution. The first additive was added in an amount of 0.2% by weight based on the total weight of the experimental electrolyte solution, and the third additive was added in an amount of 0.2% by weight based on the total weight of the experimental electrolyte solution.

이어서, 시험 용기 내에 상기 실험 전해액을 주입하고, 개구부를 밀봉하여, 실시예 1의 리튬 이차 전지를 제작하였다.Subsequently, the lithium secondary battery of Example 1 was manufactured by injecting the test electrolyte solution into the test container and sealing the opening.

실시예Example 2 내지 18 및 2 to 18 and 비교예comparative example 1 내지 10 1 to 10

실시예 1에서 첨가제의 종류 및 첨가량을 하기 표 1 및 표 2에서와 같이 변경한 것을 제외하고는, 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 type and amount of additives in Example 1 were changed as shown in Tables 1 and 2 below.

(평가)(evaluation)

평가 1: Rating 1: SEMSEM 사진 Picture

도 2는 실시예 1 및 비교예 1에 따른 리튬 이차 전지를 60℃로 24 시간 저장한 후의 LiCoO2 입자 표면의 피막 정황을 나타내는 주사전자현미경(SEM) 사진이다.2 is a scanning electron microscope (SEM) photograph showing the state of the film on the surface of LiCoO 2 particles after storing the lithium secondary batteries according to Example 1 and Comparative Example 1 at 60° C. for 24 hours.

도 2를 참고하면, 비교예 1의 경우 LiCoO2 입자의 표면에 SEM 화상 촬영시의 빔 흔적, 즉, 도 2에서 비교예 1의 SEM 화상이 사각으로 둘러싼 부분이 관찰되었다. 이는 LiCoO2 입자의 표면에, 하이드로플루오로에테르(HFE) 유래의 피막, 예를 들면, HFE의 분해 생성물이 형성되어 있음을 보여준다.Referring to FIG. 2 , in the case of Comparative Example 1, beam traces when taking an SEM image were observed on the surface of LiCoO 2 particles, that is, a portion surrounded by a square of the SEM image of Comparative Example 1 in FIG. 2 . This shows that a film derived from hydrofluoroether (HFE), for example, a decomposition product of HFE, is formed on the surface of the LiCoO 2 particles.

평가 2: 사이클 수명 시험Evaluation 2: Cycle life test

실시예 1 내지 18 및 비교예 1 내지 10에 따른 리튬 이차 전지에 대하여 사이클 시험을 수행하였다.A cycle test was performed on the lithium secondary batteries according to Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 to 10.

구체적으로, 처음 25℃ 온도에서, 전지 전압이 4.4V가 될 때까지 0.2 mA/cm2로 정전류 정전압 충전을 행하고, 전지 전압이 3.0V가 될 때까지 방전을 행하였다. 이러한 충방전을 2회 실시하였다. Specifically, at the first temperature of 25°C, constant current constant voltage charging was performed at 0.2 mA/cm 2 until the battery voltage reached 4.4V, and discharging was performed until the battery voltage reached 3.0V. This charging and discharging was performed twice.

이어서, 45℃ 온도에서, 전지 전압이 4.4V가 될 때까지 2 mA/cm2로 정전류 정전압 충전을 행하고, 전지 전압이 3.0V가 될 때까지 2 mA/cm2로 정전류 방전을 행하는 충방전 사이클을 300회 실시하였다.Then, at a temperature of 45°C, a charge/discharge cycle in which constant current constant voltage charging is performed at 2 mA/cm 2 until the battery voltage reaches 4.4 V, and constant current discharge is performed at 2 mA/cm 2 until the battery voltage reaches 3.0 V. was performed 300 times.

그리고, 각 사이클에서의 방전 용량(mAh)을 측정하였다. 방전 용량의 측정은 TOSCAT3000 (Toyo system co., ltd.)에 의해 수행되었다.Then, the discharge capacity (mAh) in each cycle was measured. Measurement of discharge capacity was performed by TOSCAT3000 (Toyo system co., ltd.).

하기 표 3 및 표 4에서, 45℃ 온도에서의 초기 방전 용량을 100으로 했을 때의 300 사이클 후의 용량 유지율을, 사이클 시험의 결과로 나타내었다.In Tables 3 and 4 below, the capacity retention rate after 300 cycles when the initial discharge capacity at 45°C is 100 is shown as the result of the cycle test.

평가 3: 저장 시험Evaluation 3: storage test

실시예 1 내지 18 및 비교예 1 내지 10에 따른 리튬 이차 전지에 대하여 저장 시험을 수행하였다.A storage test was performed on the lithium secondary batteries according to Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 to 10.

구체적으로, 처음 25℃ 온도에서 전지 전압이 4.4V가 될 때까지 0.2 mA/cm2로 정전류 정전압 충전을 행하고, 전지 전압이 3.0V가 될 때까지 방전을 행하였다. 이러한 충방전을 2회 실시하고, 2회째의 방전 용량을 초기 값 100으로 하였다.Specifically, constant current constant voltage charging was performed at 0.2 mA/cm 2 at a temperature of 25° C. until the battery voltage reached 4.4 V, and discharging was performed until the battery voltage reached 3.0 V. Such charging and discharging was performed twice, and the discharge capacity of the second time was set to an initial value of 100.

이어서, 25℃ 온도에서 전지 전압이 4.4V가 될 때까지 0.2 mA/cm2로 정전류 정전압 충전을 행한 후, 조내 온도 60℃의 항온조에 옮기고, 30일간 방치하였다. Subsequently, constant current constant voltage charging was performed at 0.2 mA/cm 2 at a temperature of 25°C until the battery voltage reached 4.4 V, and then the battery was transferred to a thermostat with an internal temperature of 60°C and allowed to stand for 30 days.

또한, 조내 온도 25℃의 항온조에 옮겨서 12시간 방치 후, 전지 전압이 3.0V가 될 때까지 전류 밀도 0.2 mA/cm2로 방전을 행하였다. 이 때의 방전 용량을 잔존 용량으로 하고 이 잔존 용량을, 60℃의 항온조에 저장 전의 용량, 즉, 25℃ 온도에서의 2회째의 방전 용량의 초기 값 100에 대한 용량비로 하기 표 3 및 표 4에 나타내었다.Further, after being transferred to a thermostat with a temperature inside the tank of 25°C and left to stand for 12 hours, discharging was performed at a current density of 0.2 mA/cm 2 until the battery voltage reached 3.0 V. The discharge capacity at this time is taken as the residual capacity, and the residual capacity is the capacity before storage in the thermostatic chamber at 60 ° C., that is, the capacity ratio of the second discharge capacity at 25 ° C. to the initial value of 100. Tables 3 and 4 shown in

또한, 60℃의 항온조에 저장 전의 전지 용적에 대한 잔존 용량을 측정하기 전의 전지 용적의 증가량을, 저장 전의 전지 용적을 100으로 했을 때의 용적 증가율로서 하기 표 3 및 표 4에 나타내었다.In addition, the amount of increase in battery volume before measuring the remaining capacity relative to the battery volume before storage in a thermostat at 60 ° C. is shown in Tables 3 and 4 below as a volume increase rate when the battery volume before storage is 100.

전해액 조성electrolyte composition 기본 전해액 (용매)Basic Electrolyte (Solvent) 첨가제additive LiPF6
(mol/L)
LiPF 6
(mol/L)
FEC
(부피%)
FEC
(volume%)
EMS
(부피%)
EMS
(volume%)
DMC
(부피%)
DMC
(volume%)
HFE
(부피%)
HFE
(volume%)
제1 첨가제
(중량%)
1st additive
(weight%)
제2 첨가제
(중량%)
2nd additive
(weight%)
제3 첨가제
(중량%)
Third Additive
(weight%)
제4 첨가제
(중량%)
4th additive
(weight%)
기타 첨가제
(중량%)
Other Additives
(weight%)
실시예 1Example 1 1.31.3 1515 00 4545 4040 0.20 (화학식 1-1)0.20 (Formula 1-1) -- 0.20 (화학식 3-1)0.20 (Formula 3-1) -- -- 실시예 2Example 2 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.20 (화학식 1-1)0.20 (Formula 1-1) 0.20 (화학식 2-1)0.20 (Formula 2-1) -- -- -- 실시예 3Example 3 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.20 (화학식 1-1)0.20 (Formula 1-1) -- 0.40 (화학식 3-1)0.40 (Formula 3-1) -- -- 실시예 4Example 4 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.20 (화학식 1-1)0.20 (Formula 1-1) -- -- 0.20 (화학식 4-1)0.20 (Formula 4-1) -- 실시예 5Example 5 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.20 (화학식 1-1)0.20 (Formula 1-1) 0.20 (화학식 2-1)0.20 (Formula 2-1) 0.20 (화학식 3-1)0.20 (Formula 3-1) -- -- 실시예 6Example 6 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.20 (화학식 1-1)0.20 (Formula 1-1) -- -- 0.20 (화학식 4-1)0.20 (Formula 4-1) -- 실시예 7Example 7 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.20 (화학식 1-1)0.20 (Formula 1-1) -- 0.20 (화학식 3-1)0.20 (Formula 3-1) 0.20 (화학식 4-1)0.20 (Formula 4-1) -- 실시예 8Example 8 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.40 (화학식 1-1)0.40 (Formula 1-1) -- 0.20 (화학식 3-1)0.20 (Formula 3-1) -- -- 실시예 9Example 9 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.80 (화학식 1-1)0.80 (Formula 1-1) -- 0.20 (화학식 3-1)0.20 (Formula 3-1) -- -- 실시예 10Example 10 1.31.3 1212 33 4545 4040 1.00 (화학식 1-1)1.00 (Formula 1-1) -- 0.20 (화학식 3-1)0.20 (Formula 3-1) -- -- 실시예 11Example 11 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.20 (화학식 1-1)0.20 (Formula 1-1) -- 0.20 (화학식 3-1)0.20 (Formula 3-1) -- 1 (SN)1 (SN) 실시예 12Example 12 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.20 (화학식 1-1)0.20 (Formula 1-1) -- 0.20 (화학식 3-1)0.20 (Formula 3-1) -- 1 (SN),
1 (VC)
1 (SN),
1 (VC)
실시예 13Example 13 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.20 (화학식 1-1)0.20 (Formula 1-1) -- 0.20 (화학식 3-1)0.20 (Formula 3-1) -- 1 (SN),
0.3 (LiFOB)
1 (SN),
0.3 (LiFOB)
실시예 14Example 14 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.20 (화학식 1-1)0.20 (Formula 1-1) -- 0.20 (화학식 3-1)0.20 (Formula 3-1) -- 1 (SN),
0.5 (LiBOB)
1 (SN),
0.5 (LiBOB)
실시예 15Example 15 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.05 (화학식 1-1)0.05 (Formula 1-1) -- 0.20 (화학식 3-1)0.20 (Formula 3-1) -- -- 실시예 16Example 16 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.10 (화학식 1-1)0.10 (Formula 1-1) -- 0.20 (화학식 3-1)0.20 (Formula 3-1) -- -- 실시예 17Example 17 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.14 (화학식 1-1)0.14 (Formula 1-1) -- 0.20 (화학식 3-1)0.20 (Formula 3-1) -- -- 실시예 18Example 18 1.31.3 1212 33 4545 4040 1.30 (화학식 1-1)1.30 (Formula 1-1) -- 0.20 (화학식 3-1)0.20 (Formula 3-1) -- --

전해액 조성electrolyte composition 기본 전해액 (용매)Basic Electrolyte (Solvent) 첨가제additive LiPF6
(mol/L)
LiPF 6
(mol/L)
FEC
(부피%)
FEC
(volume%)
EMS
(부피%)
EMS
(volume%)
DMC
(부피%)
DMC
(volume%)
HFE
(부피%)
HFE
(volume%)
제1 첨가제
(중량%)
1st additive
(weight%)
제2 첨가제
(중량%)
2nd additive
(weight%)
제3 첨가제
(중량%)
Third Additive
(weight%)
제4 첨가제
(중량%)
4th additive
(weight%)
기타 첨가제
(중량%)
Other Additives
(weight%)
비교예 1Comparative Example 1 1.31.3 1212 33 4545 4040 -- -- -- -- -- 비교예 2Comparative Example 2 1.31.3 1212 33 4545 4040 -- -- -- -- 3 (SN)3 (SN) 비교예 3Comparative Example 3 1.31.3 1212 33 4545 4040 -- -- -- -- 3 (PS)3 (PS) 비교예 4Comparative Example 4 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.20 (화학식 1-1)0.20 (Formula 1-1) -- -- -- -- 비교예 5Comparative Example 5 1.31.3 1212 33 4545 4040 -- 0.20 (화학식 2-1)0.20 (Formula 2-1) -- -- -- 비교예 6Comparative Example 6 1.31.3 1212 33 4545 4040 -- -- 0.20 (화학식 3-1)0.20 (Formula 3-1) -- -- 비교예 7Comparative Example 7 1.31.3 1212 33 4545 4040 -- -- -- 0.20 (화학식 4-1)0.20 (Formula 4-1) -- 비교예 8Comparative Example 8 1.31.3 1212 33 4545 4040 -- 0.20 (화학식 2-1)0.20 (Formula 2-1) 0.20 (화학식 3-1)0.20 (Formula 3-1) -- -- 비교예 9Comparative Example 9 1.31.3 1212 33 4545 4040 -- 0.20 (화학식 2-1)0.20 (Formula 2-1) -- 0.20 (화학식 4-1)0.20 (Formula 4-1) -- 비교예 10Comparative Example 10 1.31.3 1212 33 4545 4040 -- -- 0.20 (화학식 3-1)0.20 (Formula 3-1) 0.20 (화학식 4-1)0.20 (Formula 4-1) --

45℃ 사이클 시험45℃ cycle test 60℃ * 30일간 저장시험60℃ * 30 days storage test 용량유지율
(%@300th)
Capacity retention rate
(%@300 th )
용적증가율
∇V (%)
Volume increase rate
∇V (%)
잔존용량
(%)
remaining capacity
(%)
실시예 1Example 1 7373 1010 7070 실시예 2Example 2 7878 55 7373 실시예 3Example 3 8181 22 8181 실시예 4Example 4 7171 55 7474 실시예 5Example 5 7777 66 7676 실시예 6Example 6 7070 33 7676 실시예 7Example 7 7474 33 7474 실시예 8Example 8 8383 1One 7373 실시예 9Example 9 8383 1One 8080 실시예 10Example 10 7373 55 7474 실시예 11Example 11 7878 1One 8484 실시예 12Example 12 8585 1One 8080 실시예 13Example 13 8888 1One 9090 실시예 14Example 14 8989 1One 8888 실시예 15Example 15 4646 4444 4343 실시예 16Example 16 6969 1616 6161 실시예 17Example 17 7070 1313 6666 실시예 18Example 18 4848 22 6969

45℃ 사이클 시험45℃ cycle test 60℃ * 30일간 저장시험60℃ * 30 days storage test 용량유지율
(%@300th)
Capacity retention rate
(%@300th)
용적증가율
∇V (%)
Volume increase rate
∇V (%)
잔존용량
(%)
remaining capacity
(%)
비교예 1Comparative Example 1 3535 9494 1010 비교예 2Comparative Example 2 4242 6464 1515 비교예 3Comparative Example 3 3030 3636 3333 비교예 4Comparative Example 4 5353 2525 5151 비교예 5Comparative Example 5 4242 3131 4040 비교예 6Comparative Example 6 3838 6060 4141 비교예 7Comparative Example 7 4242 3535 4545 비교예 8Comparative Example 8 3939 4545 4848 비교예 9Comparative Example 9 4444 3030 4242 비교예 10Comparative Example 10 4040 3535 3939

상기 표 1 및 표 2에서, SN은 숙시노니트릴을, VC는 비닐렌 카보네이트를, PS는 1,3-프로판 술톤을, LiFOB는 lithium difluoro(oxalate)borate를, LiBOB는 lithium bis(oxalate)borate를 나타낸다. 또한, 첨가제의 첨가량은 실험 전해액(기본 전해액(용매)+첨가제)의 총 중량에 대한 중량%를 나타낸다. 또한, "-"는 첨가제를 첨가하지 않음을 나타낸다. In Tables 1 and 2, SN is succinonitrile, VC is vinylene carbonate, PS is 1,3-propane sultone, LiFOB is lithium difluoro (oxalate) borate, LiBOB is lithium bis (oxalate) borate indicates In addition, the addition amount of the additive represents the weight% with respect to the total weight of the experimental electrolyte solution (basic electrolyte solution (solvent) + additives). Also, "-" indicates that no additive is added.

상기 표 3 및 표 4를 참고하면, 제1 첨가제, 그리고 제2 내지 제4 첨가제 중 적어도 어느 1종을 첨가한 실시예 1 내지 18의 경우, 300 사이클 후의 용량유지율이 높아지고, 전지의 용적 증가율도 작고, 저장 후의 잔존 용량도 커짐을 알 수 있다. 이로부터, 기본 전해액에 제1 첨가제, 그리고 제2 내지 제4 첨가제 중 적어도 어느 1종을 첨가함으로써, 사이클 수명 특성 및 저장 특성이 크게 향상됨을 알 수 있다.Referring to Tables 3 and 4, in the case of Examples 1 to 18 in which the first additive and at least one of the second to fourth additives were added, the capacity retention rate after 300 cycles increased, and the volume increase rate of the battery also increased. It can be seen that it is small and the remaining capacity after storage also increases. From this, it can be seen that cycle life characteristics and storage characteristics are greatly improved by adding the first additive and at least one of the second to fourth additives to the basic electrolyte solution.

또한, 제1 첨가제의 첨가량의 범위가 0.1 내지 1 중량%, 0.2 내지 0.8 중량%, 0.4 내지 0.8 중량%로 좁아져 감에 따라, 사이클 수명 특성 및 저장 특성의 향상 효과가 보다 높아짐을 알 수 있다.In addition, as the range of the addition amount of the first additive is narrowed to 0.1 to 1% by weight, 0.2 to 0.8% by weight, and 0.4 to 0.8% by weight, it can be seen that the effect of improving cycle life characteristics and storage characteristics is higher. .

실시예Example 19 19

실시예 1에서 기본 전해액의 조성, 기본 전해액에 첨가하는 첨가제의 종류 및 첨가량을 하기 표 5에서와 같이 변경한 것을 제외하고는, 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 composition of the basic electrolyte and the type and amount of additives added to the basic electrolyte in Example 1 were changed as shown in Table 5 below.

실시예Example 20 내지 44 및 20 to 44 and 비교예comparative example 11 11

실시예 19에서 첨가제의 종류 및 첨가량을 하기 표 5에서와 같이 변경한 것을 제외하고는, 실시예 19와 동일한 방법으로 리튬 이차 전지를 제작하였다.A lithium secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 19, except that the type and amount of additives in Example 19 were changed as shown in Table 5 below.

(평가)(evaluation)

평가 4: 사이클 수명 시험Evaluation 4: Cycle life test

실시예 19 내지 44 및 비교예 11에 따른 리튬 이차 전지에 대하여 사이클 시험을 수행하였다.A cycle test was performed on the lithium secondary batteries according to Examples 19 to 44 and Comparative Example 11.

구체적으로, 처음 25℃ 온도에서, 전지 전압이 4.4V가 될 때까지 0.2 mA/cm2로 정전류 정전압 충전을 행하고, 전지 전압이 3.0V가 될 때까지 방전을 행하였다. 이러한 충방전을 2회 실시하였다. Specifically, at the first temperature of 25°C, constant current constant voltage charging was performed at 0.2 mA/cm 2 until the battery voltage reached 4.4V, and discharging was performed until the battery voltage reached 3.0V. This charging and discharging was performed twice.

이어서, 45℃ 온도에서, 전지 전압이 4.4V가 될 때까지 2 mA/cm2로 정전류 정전압 충전을 행하고, 전지 전압이 3.0V가 될 때까지 2 mA/cm2로 정전류 방전을 행하는 충방전 사이클을 200회 실시하였다.Then, at a temperature of 45°C, a charge/discharge cycle in which constant current constant voltage charging is performed at 2 mA/cm 2 until the battery voltage reaches 4.4 V, and constant current discharge is performed at 2 mA/cm 2 until the battery voltage reaches 3.0 V. was performed 200 times.

그리고, 각 사이클에서의 방전 용량(mAh)을 측정하였다. 방전 용량의 측정은 TOSCAT3000 (Toyo system co., ltd.)에 의해 수행되었다.Then, the discharge capacity (mAh) in each cycle was measured. Measurement of discharge capacity was performed by TOSCAT3000 (Toyo system co., ltd.).

하기 표 6에서, 45℃ 온도에서의 초기 방전 용량을 100으로 했을 때의 200 사이클 후의 용량 유지율을, 사이클 시험의 결과로 나타내었다.In Table 6 below, the capacity retention rate after 200 cycles when the initial discharge capacity at 45°C is 100 is shown as a result of the cycle test.

평가 5: 저장 시험Rating 5: storage test

실시예 19 내지 44 및 비교예 11에 따른 리튬 이차 전지에 대하여 저장 시험을 수행하였다.A storage test was performed on the lithium secondary batteries according to Examples 19 to 44 and Comparative Example 11.

구체적으로, 처음 25℃ 온도에서 전지 전압이 4.4V가 될 때까지 0.2 mA/cm2로 정전류 정전압 충전을 행하고, 전지 전압이 3.0V가 될 때까지 방전을 행하였다. 이러한 충방전을 2회 실시하고, 2회째의 방전 용량을 초기 값 100으로 하였다.Specifically, constant current constant voltage charging was performed at 0.2 mA/cm 2 at a temperature of 25° C. until the battery voltage reached 4.4 V, and discharging was performed until the battery voltage reached 3.0 V. Such charging and discharging was performed twice, and the discharge capacity of the second time was set to an initial value of 100.

이어서, 25℃ 온도에서 전지 전압이 4.4V가 될 때까지 0.2 mA/cm2로 정전류 정전압 충전을 행한 후, 조내 온도 60℃의 항온조에 옮기고, 15일간 방치하였다. Subsequently, constant current constant voltage charging was performed at 0.2 mA/cm 2 at a temperature of 25°C until the battery voltage reached 4.4 V, and then the battery was transferred to a thermostat with an internal temperature of 60°C and allowed to stand for 15 days.

또한, 조내 온도 25℃의 항온조에 옮겨서 12시간 방치 후, 전지 전압이 3.0V가 될 때까지 전류 밀도 0.2 mA/cm2로 방전을 행하였다. 이 때의 방전 용량을 잔존 용량으로 하고 이 잔존 용량을, 60℃의 항온조에 저장 전의 용량, 즉, 25℃ 온도에서의 2회째의 방전 용량의 초기 값 100에 대한 용량비로 하기 표 6에 나타내었다.Further, after being transferred to a thermostat with a temperature inside the tank of 25°C and left to stand for 12 hours, discharging was performed at a current density of 0.2 mA/cm 2 until the battery voltage reached 3.0 V. The discharge capacity at this time was taken as the remaining capacity, and this remaining capacity was shown in Table 6 below as a capacity ratio with respect to the initial value of 100 for the capacity before storage in a thermostat at 60 ° C, that is, the second discharge capacity at 25 ° C. .

또한, 60℃의 항온조에 저장 전의 전지 용적에 대한 잔존 용량을 측정하기 전의 전지 용적의 증가량을, 저장 전의 전지 용적을 100으로 했을 때의 용적 증가율로서 하기 표 6에 나타내었다.In addition, the amount of increase in battery volume before measuring the remaining capacity relative to the battery volume before storage in a thermostat at 60 ° C is shown in Table 6 below as a volume increase rate when the battery volume before storage is 100.

전해액 조성electrolyte composition 기본 전해액 (용매)Basic Electrolyte (Solvent) 첨가제additive LiPF6
(mol/L)
LiPF 6
(mol/L)
FEC
(부피%)
FEC
(volume%)
EMS
(부피%)
EMS
(volume%)
DMC
(부피%)
DMC
(volume%)
HFE
(부피%)
HFE
(volume%)
제1 첨가제
(중량%)
1st additive
(weight%)
제2 첨가제
(중량%)
2nd additive
(weight%)
제3 첨가제
(중량%)
Third Additive
(weight%)
제4 첨가제
(중량%)
4th additive
(weight%)
기타 첨가제
(중량%)
Other Additives
(weight%)
비교예 11Comparative Example 11 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.80 (화학식 1-1)0.80 (Formula 1-1) -- -- -- -- 실시예 19Example 19 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.80 (화학식 1-1)0.80 (Formula 1-1) -- 0.20 (화학식 3-1)0.20 (Formula 3-1) -- -- 실시예 20Example 20 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.80 (화학식 1-2)0.80 (Formula 1-2) -- 0.20 (화학식 3-1)0.20 (Formula 3-1) -- -- 실시예 21Example 21 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.80 (화학식 1-3)0.80 (Formula 1-3) -- 0.20 (화학식 3-1)0.20 (Formula 3-1) -- -- 실시예 22Example 22 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.80 (화학식 1-4)0.80 (Formula 1-4) -- 0.20 (화학식 3-1)0.20 (Formula 3-1) -- -- 실시예 23Example 23 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.80 (화학식 1-4)0.80 (Formula 1-4) 0.20 (화학식 2-1)0.20 (Formula 2-1) -- -- -- 실시예 24Example 24 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.80 (화학식 1-4)0.80 (Formula 1-4) -- 0.20 (화학식 3-1)0.20 (Formula 3-1) -- -- 실시예 25Example 25 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.80 (화학식 1-4)0.80 (Formula 1-4) -- -- 0.20 (화학식 4-2)0.20 (Formula 4-2) -- 실시예 26Example 26 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.80 (화학식 1-4)0.80 (Formula 1-4) 0.05 (화학식 2-1)0.05 (Formula 2-1) -- -- -- 실시예 27Example 27 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.80 (화학식 1-4)0.80 (Formula 1-4) 0.07 (화학식 2-1)0.07 (Formula 2-1) -- -- -- 실시예 28Example 28 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.80 (화학식 1-4)0.80 (Formula 1-4) 0.10 (화학식 2-1)0.10 (Formula 2-1) -- -- -- 실시예 29Example 29 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.80 (화학식 1-4)0.80 (Formula 1-4) 0.38 (화학식 2-1)0.38 (Formula 2-1) -- -- -- 실시예 30Example 30 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.80 (화학식 1-4)0.80 (Formula 1-4) 0.60 (화학식 2-1)0.60 (Formula 2-1) -- -- -- 실시예 31Example 31 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.80 (화학식 1-4)0.80 (Formula 1-4) 1.00 (화학식 2-1)1.00 (Formula 2-1) -- -- -- 실시예 32Example 32 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.80 (화학식 1-4)0.80 (Formula 1-4) -- 0.04 (화학식 3-1)0.04 (Formula 3-1) -- -- 실시예 33Example 33 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.80 (화학식 1-4)0.80 (Formula 1-4) -- 0.07 (화학식 3-1)0.07 (Formula 3-1) -- -- 실시예 34Example 34 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.80 (화학식 1-4)0.80 (Formula 1-4) -- 0.10 (화학식 3-1)0.10 (Formula 3-1) -- -- 실시예 35Example 35 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.80 (화학식 1-4)0.80 (Formula 1-4) -- 0.40 (화학식 3-1)0.40 (Formula 3-1) -- -- 실시예 36Example 36 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.80 (화학식 1-4)0.80 (Formula 1-4) -- 0.60 (화학식 3-1)0.60 (Formula 3-1) -- -- 실시예 37Example 37 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.80 (화학식 1-4)0.80 (Formula 1-4) -- 1.00 (화학식 3-1)1.00 (Formula 3-1) -- -- 실시예 38Example 38 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.80 (화학식 1-4)0.80 (Formula 1-4) -- -- 0.05 (화학식 4-2)0.05 (Formula 4-2) -- 실시예 39Example 39 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.80 (화학식 1-4)0.80 (Formula 1-4) -- -- 0.07 (화학식 4-2)0.07 (Formula 4-2) -- 실시예 40Example 40 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.80 (화학식 1-4)0.80 (Formula 1-4) -- -- 0.10 (화학식 4-2)0.10 (Formula 4-2) -- 실시예 41Example 41 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.80 (화학식 1-4)0.80 (Formula 1-4) -- -- 0.40 (화학식 4-2)0.40 (Formula 4-2) -- 실시예 42Example 42 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.80 (화학식 1-4)0.80 (Formula 1-4) -- -- 0.60 (화학식 4-2)0.60 (Formula 4-2) -- 실시예 43Example 43 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.80 (화학식 1-4)0.80 (Formula 1-4) -- -- 0.66 (화학식 4-2)0.66 (Formula 4-2) -- 실시예 44Example 44 1.31.3 1212 33 4545 4040 0.80 (화학식 1-4)0.80 (Formula 1-4) -- -- 1.00 (화학식 4-2)1.00 (Formula 4-2) --

45℃ 사이클 시험45℃ cycle test 60℃ * 15일간 저장시험60℃ * 15 days storage test 용량유지율
(%@200th)
Capacity retention rate
(%@200 th )
용적증가율
∇V (%)
Volume increase rate
∇V (%)
잔존용량
(%)
remaining capacity
(%)
비교예 11Comparative Example 11 6565 1515 6060 실시예 19Example 19 8484 33 8484 실시예 20Example 20 8282 44 7979 실시예 21Example 21 8585 22 7272 실시예 22Example 22 8686 22 8888 실시예 23Example 23 7777 22 7878 실시예 24Example 24 8585 22 8181 실시예 25Example 25 8181 22 7979 실시예 26Example 26 6262 1212 6262 실시예 27Example 27 7070 77 6868 실시예 28Example 28 7474 33 7777 실시예 29Example 29 8383 22 8585 실시예 30Example 30 7373 1One 8484 실시예 31Example 31 6666 00 7575 실시예 32Example 32 6262 99 6262 실시예 33Example 33 6868 88 6868 실시예 34Example 34 7373 55 6868 실시예 35Example 35 8080 22 8585 실시예 36Example 36 7373 00 8484 실시예 37Example 37 6868 00 7272 실시예 38Example 38 5858 1616 5353 실시예 39Example 39 6363 1111 6363 실시예 40Example 40 7676 66 7474 실시예 41Example 41 7171 22 7373 실시예 42Example 42 6969 1One 6666 실시예 43Example 43 5757 1One 4141 실시예 44Example 44 4747 1One 4141

상기 표 5에서의 함량은 실험 전해액(기본 전해액+첨가제)의 총 중량에 대한 중량%를 나타낸다. 또한, "-"은 첨가제를 첨가하지 않음을 나타낸다.The content in Table 5 represents the weight% with respect to the total weight of the experimental electrolyte solution (basic electrolyte solution + additives). Also, "-" indicates that no additive is added.

상기 표 6을 참고하면, 제1 첨가제의 종류에 대해서는 화학식 1-4 > 화학식 1-3 > 화학식 1-1 > 화학식 1-2로 표시되는 첨가제 순으로 사이클 수명 특성 및 저장 특성의 향상 효과가 높음을 알 수 있다.Referring to Table 6, for the type of the first additive, the additives represented by Chemical Formula 1-4 > Chemical Formula 1-3 > Chemical Formula 1-1 > Chemical Formula 1-2 showed high improvement in cycle life characteristics and storage characteristics. can know

또한, 제2 첨가제의 첨가량의 범위가 0.07 내지 1 중량%, 0.07 내지 0.4 중량%, 0.1 내지 0.4 중량%로 좁아져 감에 따라, 사이클 수명 특성 및 저장 특성의 향상 효과가 보다 높아짐을 알 수 있다.In addition, as the range of the addition amount of the second additive is narrowed to 0.07 to 1% by weight, 0.07 to 0.4% by weight, and 0.1 to 0.4% by weight, it can be seen that the improvement effect of cycle life characteristics and storage characteristics is higher. .

또한, 제3 첨가제의 첨가량의 범위가 0.07 내지 1 중량%, 0.07 내지 0.6 중량%, 0.1 내지 0.6 중량%로 좁아져 감에 따라, 사이클 수명 특성 및 저장 특성의 향상 효과가 보다 높아짐을 알 수 있다.In addition, as the range of the addition amount of the third additive narrows to 0.07 to 1% by weight, 0.07 to 0.6% by weight, and 0.1 to 0.6% by weight, it can be seen that the effect of improving cycle life characteristics and storage characteristics is higher. .

또한, 제4 첨가제의 첨가량의 범위가 0.1 내지 0.6 중량%, 0.1 내지 0.4 중량%로 좁아져 감에 따라, 사이클 수명 특성 및 저장 특성의 향상 효과가 보다 높아짐을 알 수 있다.In addition, it can be seen that as the range of the addition amount of the fourth additive narrows to 0.1 to 0.6% by weight and 0.1 to 0.4% by weight, the effect of improving cycle life characteristics and storage characteristics becomes higher.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다. Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also present. It falls within the scope of the right of invention.

10 리튬 이차 전지
20 양극
21 집전체
22 양극 활물질층
30 음극
31 집전체
32 음극 활물질층
40 세퍼레이터층
10 Lithium secondary battery
20 anode
21 whole house
22 cathode active material layer
30 cathode
31 whole house
32 negative electrode active material layer
40 separator layer

Claims (16)

양극 활물질을 포함하는 양극; 및
용매 및 첨가제를 포함하는 전해액을 포함하고,
상기 양극 활물질은 리튬을 함유하는 전이금속산화물을 포함하고,
상기 용매는 하이드로플루오로에테르를 포함하고,
상기 첨가제는
하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-4로 표시되는 제1 첨가제를 포함하고,
하기 화학식 2-1로 표시되는 제2 첨가제, 하기 화학식 3-1으로 표시되는 제3 첨가제 및 하기 화학식 4-1 내지 하기 화학식 4-2로 표시되는 제4 첨가제로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것이고,
상기 제1 첨가제는 상기 전해액의 총 중량에 대하여, 0.4 내지 0.8 중량%로 포함되는 것인 리튬 이차 전지.
[화학식 1-1]
Figure 112022135236873-pat00095

[화학식 1-2]
Figure 112022135236873-pat00096

[화학식 1-3]
Figure 112022135236873-pat00097

[화학식 1-4]
Figure 112022135236873-pat00098

[화학식 2-1]
Figure 112022135236873-pat00099

[화학식 3-1]
Figure 112022135236873-pat00100

[화학식 4-1]
Figure 112022135236873-pat00101

[화학식 4-2]
Figure 112022135236873-pat00102

a positive electrode including a positive electrode active material; and
Including an electrolyte solution containing a solvent and additives,
The cathode active material includes a transition metal oxide containing lithium,
The solvent includes hydrofluoroether,
The additive is
Including a first additive represented by the following formula 1-1 to formula 1-4,
At least one selected from the group consisting of a second additive represented by the following Chemical Formula 2-1, a third additive represented by the following Chemical Formula 3-1, and a fourth additive represented by the following Chemical Formulas 4-1 to 4-2 is to include,
The first additive is a lithium secondary battery that is included in 0.4 to 0.8% by weight based on the total weight of the electrolyte solution.
[Formula 1-1]
Figure 112022135236873-pat00095

[Formula 1-2]
Figure 112022135236873-pat00096

[Formula 1-3]
Figure 112022135236873-pat00097

[Formula 1-4]
Figure 112022135236873-pat00098

[Formula 2-1]
Figure 112022135236873-pat00099

[Formula 3-1]
Figure 112022135236873-pat00100

[Formula 4-1]
Figure 112022135236873-pat00101

[Formula 4-2]
Figure 112022135236873-pat00102

제1항에서,
상기 하이드로플루오로에테르(HFE)는 2,2,2-트리플루오로에틸메틸에테르(CF3CH2OCH3), 2,2,2-트리플루오로에틸디플루오로메틸에테르(CF3CH2OCHF2), 2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필메틸에테르(CF3CF2CH2OCH3), 2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필디플루오로메틸에테르(CF3CF2CH2OCHF2), 2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필-1,1,2,2-테트라플루오로에틸에테르(CF3CF2CH2OCF2CF2H), 1,1,2,2-테트라플루오로에틸메틸에테르(HCF2CF2OCH3), 1,1,2,2-테트라플루오로에틸에틸에테르(HCF2CF2OCH2CH3), 1,1,2,2-테트라플루오로에틸프로필에테르(HCF2CF2OC3H7), 1,1,2,2-테트라플루오로에틸부틸에테르(HCF2CF2OC4H9), 2,2,3,3-테트라플루오로에틸디플루오로메틸에테르(H(CF2)2CH2O(CF2)H), 1,1,2,2-테트라플루오로에틸이소부틸에테르(HCF2CF2OCH2CH(CH3)2), 1,1,2,2-테트라플루오로에틸이소펜틸에테르(HCF2CF2OCH2C(CH3)3), 1,1,2,2-테트라플루오로에틸-2,2,2-트리플루오로에틸에테르(HCF2CF2OCH2CF3), 1,1,2,2-테트라플루오로에틸-2,2,3,3-테트라플루오로프로필에테르(HCF2CF2OCH2CF2CF2H), 헥사플루오로이소프로필메틸에테르((CF3)2CHOCH3), 1,1,3,3,3-펜타플루오로-2-트리플루오로메틸프로필메틸에테르((CF3)2CHCF2OCH3), 1,1,2,3,3,3-헥사플루오로프로필메틸에테르(CF3CHFCF2OCH3), 1,1,2,3,3,3-헥사플루오로프로필에틸에테르(CF3CHFCF2OCH2CH3), 2,2,3,4,4,4-헥사플루오로부틸디플루오로메틸에테르(CF3CHFCF2CH2OCHF2), 또는 이들의 조합을 포함하는 리튬 이차 전지.
In paragraph 1,
The hydrofluoroether (HFE) is 2,2,2-trifluoroethylmethyl ether (CF 3 CH 2 OCH 3 ), 2,2,2-trifluoroethyldifluoromethyl ether (CF 3 CH 2 OCHF 2 ), 2,2,3,3,3-pentafluoropropylmethyl ether (CF 3 CF 2 CH 2 OCH 3 ), 2,2,3,3,3-pentafluoropropyldifluoromethyl ether (CF 3 CF 2 CH 2 OCHF 2 ), 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl-1,1,2,2-tetrafluoroethyl ether (CF 3 CF 2 CH 2 OCF 2 CF 2 H), 1,1,2,2-tetrafluoroethylmethyl ether (HCF 2 CF 2 OCH 3 ), 1,1,2,2-tetrafluoroethyl ethyl ether (HCF 2 CF 2 OCH 2 CH 3 ) , 1,1,2,2-tetrafluoroethylpropyl ether (HCF 2 CF 2 OC 3 H 7 ), 1,1,2,2-tetrafluoroethyl butyl ether (HCF 2 CF 2 OC 4 H 9 ) , 2,2,3,3-tetrafluoroethyldifluoromethyl ether (H(CF 2 ) 2 CH 2 O(CF 2 )H), 1,1,2,2-tetrafluoroethyl isobutyl ether (HCF 2 CF 2 OCH 2 CH(CH 3 ) 2 ), 1,1,2,2-tetrafluoroethylisopentyl ether (HCF 2 CF 2 OCH 2 C(CH 3 ) 3 ), 1,1,2 ,2-tetrafluoroethyl-2,2,2-trifluoroethyl ether (HCF 2 CF 2 OCH 2 CF 3 ), 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2,3,3 -Tetrafluoropropyl ether (HCF 2 CF 2 OCH 2 CF 2 CF 2 H), hexafluoroisopropylmethyl ether ((CF 3 ) 2 CHOCH 3 ), 1,1,3,3,3-pentafluoro -2-trifluoromethylpropylmethyl ether ((CF 3 ) 2 CHCF 2 OCH 3 ), 1,1,2,3,3,3-hexafluoropropylmethyl ether (CF 3 CHFCF 2 OCH 3 ), 1 ,1,2,3,3,3-hexafluoropropylethyl ether (CF 3 CHFCF 2 OCH 2 CH 3 ), 2,2,3,4,4,4-hexafluorobutyldifluoromethyl ether ( C F 3 CHFCF 2 CH 2 OCHF 2 ), or a lithium secondary battery including a combination thereof.
제1항에서,
상기 하이드로플루오로에테르의 함유량은 상기 용매의 총 부피에 대하여 10 내지 60 부피%인 리튬 이차 전지.
In paragraph 1,
The content of the hydrofluoroether is 10 to 60% by volume based on the total volume of the lithium secondary battery.
삭제delete 제1항에서,
상기 첨가제는 상기 제1 첨가제 및 제2 첨가제를 포함하고,
상기 제2 첨가제는 상기 전해액의 총 중량에 대하여 0.05 내지 1.00 중량%로 포함되는 리튬 이차 전지.
In paragraph 1,
The additive includes the first additive and the second additive,
The second additive is included in an amount of 0.05 to 1.00% by weight based on the total weight of the electrolyte solution.
제1항에서,
상기 첨가제는 상기 제1 첨가제 및 제3 첨가제를 포함하고,
상기 제3 첨가제는 상기 전해액의 총 중량에 대하여 0.04 내지 1.00 중량%로 포함되는 리튬 이차 전지.
In paragraph 1,
The additive includes the first additive and the third additive,
The third additive is included in an amount of 0.04 to 1.00% by weight based on the total weight of the electrolyte solution.
제1항에서,
상기 첨가제는 상기 제1 첨가제 및 제4 첨가제를 포함하고,
상기 제4 첨가제는 상기 전해액의 총 중량에 대하여 0.01 내지 1.00 중량%로 포함되는 리튬 이차 전지.
In paragraph 1,
The additive includes the first additive and the fourth additive,
The fourth additive is included in an amount of 0.01 to 1.00% by weight based on the total weight of the electrolyte solution.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에서,
상기 리튬 함유 전이금속산화물은 리튬 코발트계 복합 산화물인 리튬 이차 전지.
In paragraph 1,
The lithium secondary battery wherein the lithium-containing transition metal oxide is a lithium cobalt-based composite oxide.
제1항에서,
상기 리튬 이차 전지는 음극 활물질을 포함하는 음극을 더 포함하고,
상기 음극 활물질은 탄소계 물질, 규소계 물질, 주석계 물질, 리튬금속산화물, 금속 리튬을 단독 또는 2종 이상 혼합한 것인 리튬 이차 전지.
In paragraph 1,
The lithium secondary battery further includes a negative electrode including a negative electrode active material,
The negative electrode active material is a lithium secondary battery that is a carbon-based material, a silicon-based material, a tin-based material, a lithium metal oxide, or a mixture of two or more kinds of metal lithium.
제1항에서,
상기 용매는 플루오로에틸렌 카보네이트를 더 포함하는 리튬 이차 전지.
In paragraph 1,
The lithium secondary battery of claim 1, wherein the solvent further comprises fluoroethylene carbonate.
제14항에서,
상기 플루오로에틸렌 카보네이트의 함유량은 상기 용매의 총 부피에 대하여 10 내지 30 부피%인 리튬 이차 전지.
In paragraph 14,
The content of the fluoroethylene carbonate is 10 to 30% by volume based on the total volume of the solvent lithium secondary battery.
제1항에서,
상기 리튬 이차 전지의 산화 환원 전위는 4.3V(vs. Li/Li+) 이상 5.0V 이하인 리튬 이차 전지.
In paragraph 1,
The oxidation-reduction potential of the lithium secondary battery is 4.3V (vs. Li / Li + ) or more and 5.0V or less.
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