KR20000071371A - 비수성 전해질 전지 - Google Patents

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기요시 야마우라
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이데이 노부유끼
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Abstract

본 발명은 전이 금속의 복합 산화물을 함유하는 양극, 양극에 대향하여 배치되고 금속 리튬, 리튬 합금, 또는 리튬을 도핑 및 탈도핑할 수 있는 탄소 물질을 함유하는 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재된 비수성 전해질을 포함하는 비수성 전해질 전지에 관한 것이다. 전이 금속의 복합 산화물은 0 < y < 1인 일반 화학식 LiMn1-yByO2로 표시되는 리튬 및 망간의 복합 산화물이다.

Description

비수성 전해질 전지 {Non-Aqueous Electrolyte Battery}
본 발명은 양극, 음극 및 양극과 음극사이에 개재된 비수성 전해질을 갖는 비수성 전해질 전지에 관한 것이다.
최근에 다양한 전자 장비의 급속한 진보에 보조를 맞추어, 장기간 동안 편리하게 경제적으로 사용가능한 전지로서 재충전이 가능한 이차 전지의 분야에 대한 연구가 진행되고 있다. 전형적인 이차 전지는 납축전지, 알칼리 축전지 및 리튬 이차 전지가 있다. 이들 중에서 리튬 이차 전지는 고출력 또는 높은 에너지 밀도와 같은 장점을 갖는 뛰어난 이차 전지이다.
이러한 리튬 이차 전지는 리튬 이온을 가역적으로 탈삽입할 수 있는 활성 물질을 갖는 양극 및 음극, 상기 양극과 음극 사이에 배치된 세퍼레이터 및 비수성 전해질로 이루어져 있다. 일반적으로, 금속 리튬, 리튬 합금 또는 리튬이 도핑된 박층의 전기적으로 도전성인 고분자 물질, 탄소 재료 또는 금속 산화물이 음극 활성 물질로서 사용된다.
이에 반해서, 금속 산화물, 금속 황화물 또는 중합체가 양극 활성 물질로서 사용된다. 예를 들면, TiS2, MoS2, NbSe2또는 V2O5와 같은 비-리튬 화합물, 또는 LiMO2(M = Co, Ni, Mn 또는 Fe)와 같은 리튬 함유 복합 물질이 제안되었다. 이러한 화합물은 또한 배합되어 사용될 수 있다.
비수성 전해질로서 리튬염을 프로필렌 카르보네이트와 같은 비양성자성 유기 용매중에 용해시켜 얻어지는 용액을 사용하였다.
세퍼레이터로서 폴리프로필렌 필름과 같은 고분자 필름을 사용하였다. 세퍼레이터는 리튬 이온 전도도 및 에너지 밀도의 측면에서 가능한 얇은 것이 필요하다. 세퍼레이터의 두께는 대개 실용 측면에서 대략 50 ㎛ 이하이다.
비록 리튬 이차 전지의 고용량화가 진행되고 있는 추세일지라도, 최상의 물질을 위한 연구에서, 전지 재료의 선정은 비용 감소를 위하여 진행되고 있다. 비록 스피넬 구조의 망간 산화물이 양극용으로 사용되는 망간 산화물로서 공지되어 있지만, 스피넬형 망간 산화물의 이론적 용량은 150 mAh/g 정도이며, LiCoO2의 이론 용량인 274 mAh/g 이하이다. 이러한 이유로 LiCoO2와 동일한 정도의 이론 용량을 갖는, LiMnO2로 표시되는 복합 산화물에 대한 연구가 활발하게 진행중이다.
합성시의 온도에 따라서, LiMnO2로 표시되는 복합 산화물로서 고온형 LiMnO2(호페 (R. Hoppe), 브라흐텔 (G. Brachtel) 및 잔센 (M. Jansen)의 문헌[Z. Anorg. Allg. Chemie, 417, 1 (1975)]) 및 저온형 LiMnO2(오주꾸 (T. Ohzuku), 우에다 (A. Ueda) 및 히라이 (T. Hirai)의 문헌[Chem. Express. 7, 193 (1992)])가 공지되어 있다.
고온형 LiMnO2및 저온형 LiMnO2의 경우 모두 이론 용량이 300 mAh/g 정도이지만, 이러한 LiMnO2화합물이 실제 비수성 전해질 전지에 사용될 경우, 전해질이 안정하게 존재할 수 있는 전위 영역에 대한 제한때문에 실제 용량은 이론 용량보다 작다.
예를 들면, 실제 비수성 전해질 전지에서 충전 용량은 고온형 LiMnO2및 저온형 LiMnO2의 경우 각각 150 mAh/g 및 200 mAh/g 정도이다. 방전 용량에 관해서는, LiMnO2화합물이 충전/방전 과정중에 구조의 변형을 피할 수 없기 때문에 1.5 V 이상의 전위 영역에서 50 mAh/g 이하로 낮은 값을 갖게 된다.
비록 고온형 LiMnO2및 저온형 LiMnO2의 충전 용량이 상이할지라도, 화합물이 4.5 V 부근의 전위에서 산화되는 경우, 방전 용량은 극도로 작게 된다. 이러한 환경하에서, LiMnO2화합물의 방전 용량을 증가시키는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 목적은 양극으로 사용되는 리튬 망간 산화물의 개선된 용량을 나타내는 비수성 전해질 전지를 제공하는 것이다.
본 발명은 전이 금속의 복합 산화물을 함유하는 양극, 양극에 대향하여 배치되고 금속 리튬, 리튬 합금, 또는 리튬을 도핑 및 탈도핑할 수 있는 탄소 재료를 함유하는 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재된 비수성 전해질을 포함하는 비수성 전해질 전지를 제공한다. 전이 금속의 복합 산화물은 0 < y < 1인 일반 화학식 LiMn1-yByO2로 표시되는 리튬 및 망간의 복합 산화물이다.
본 발명에 따른 비수성 전해질 전지에서는 LiMnO2에 B를 가하여 얻은 LiMn1-yByO2를 양극으로 사용하며, LiMnO2는 안정화되어 고용량을 얻게 된다.
즉, 본 발명에 따라서 리튬 망간 산화물중 Mn의 일부가 B로 치환된 (LiMn1-yByO2)을 양극 활성 물질로서 사용하며, 고용량을 갖는 비수성 전해질 전지를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 비수성 전해질 전지의 예시적인 구조를 나타내는 단면도.
도 2는 실시예에서 제조된 전지의 방전 시간과 전지 전압간의 관계를 나타내는 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1. 비수성 전해질 전지
2. 음극
3. 음극캔
4. 양극
5. 양극캔
6. 세퍼레이터
7. 절연 개스킷
도면에 따라서, 본 발명에 따른 바람직한 실시양태를 자세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 비수성 전해질 전지의 예시적인 구조를 나타낸다. 이 비수성 전해질 전지 (1)에는 음극 (2), 음극 (2)를 수용하는 음극캔 (3), 양극 (4), 양극 (4)를 수용하는 양극캔 (5), 양극 (4)와 음극 (2)사이에 배치된 세퍼레이터 (6) 및 절연 개스킷 (7)이 포함된다. 비수성 전해액은 음극캔 (3) 및 양극캔 (5)에 충진된다.
음극 (2)는, 예를 들면 음극 활성 물질로서 작용하는 금속 리튬 호일로 이루어진다. 리튬을 도핑 및 탈도핑할 수 있는 탄소 재료를 음극 활성 물질로서 사용할 경우, 음극은, 예를 들면 구리 호일, 및 그위에 형성된 음극 활성 물질의 층으로 구성된 음극 집전체로 이루어진다. 이 층은 음극 활성 물질을 함유한다.
리튬을 도핑 및 탈도핑할 수 있는 물질은 피로카본, 코우크스 또는 아세틸렌 블랙과 같은 카본 블랙, 그라파이트, 그라파이트화하기 어려운 탄소, 유리질 탄소, 활성탄, 탄소 섬유, 하소된 유기 고분자 물질, 하소된 커피콩, 하소된 셀룰로오스 또는 하소된 대나무와 같은 탄소 재료, 및 금속 리튬, 리튬 합금 또는 폴리아세틸렌과 같은 전기전도성 중합체등이 있다. 특히, 상기 언급한 탄소 재료중에서 그라파이트 또는 비그라파이트성 탄소는 음극 물질로서 매우 유효한 특성을 나타내고, 따라서 고용량의 전지를 얻는다.
음극캔 (3)은 음극 (2)을 수용하고, 비수성 전해질 전지 (1)의 외부 음극으로 작용한다.
양극 (4)는 그위에 양극 활성 물질의 층이 형성된 양극 집전체로 이루어져 있다. 이 층은 양극용 활성 물질을 함유하고 있다. 비수성 전해질 전지 (1)에서, 붕소 B가 첨가된 상기 언급한 고온형 LiMnO2로 이루어진 일반 화학식 LiMn1-yByO2의 리튬 망간 산화물을 양극 활성 물질로서 사용한다.
저온형 LiMnO2는 원자 확산 속도가 매우 작은 온도 영역에서 합성되기 때문에, 저온형 LiMnO2중 원소의 일부를 다른 상이한 원소로 치환하는 것은 어려우며, 따라서 재료를 개선하는 것이 매우 어렵게 된다.
이에 반해서, 고온형 LiMnO2는 800℃ 이상의 상승된 온도에서 합성되기 때문에, 원자 확산 속도가 높을 것으로 생각될 수 있으며, LiMnO2를 구성하는 원소의 일부를 비교적 용이하게 다른 상이한 원소로 치환할 수 있다.
본 발명자들은 LiMnO2의 용량을 개선할 수 있는 원소들을 예의검토한 결과, LiMnO2중 Mn의 일부를 B로 치환하여 LiMn1-yByO2를 얻는다는 개념에 도달하였다.
가열한 후 서서히 냉각시켜 합성한 고온형 LiMnO2는 사방정계 구조 및 Pmnm의 공간군을 갖는 고결정성 화합물이다. 이에 반해서, 공기중에서 가열한 후 급냉시켜 합성한 고온형 LiMnO2는 상기 언급한 고온형 LiMnO2와 같이 사방정계 구조를 갖는다. 그러나, 가열한 후 서서히 냉각시켜 합성한 고온형 LiMnO2는 승온으로 인해 유도된 원자의 교란이 동결되기 때문에 상기 언급한 LiMnO2와 비교하여 교란 상태가 존재하는 구조를 갖는다.
LiMnO2가 리튬 전지 또는 리튬 이온 전지용 양극 활성 물질로서 사용될 경우, 결정 구조가 다른 것보다 교란된다면, 전지가 보다 고용량을 갖는다는 것이 지금까지 공지되었다.
본 발명자들은 결정 구조중에 교란을 나타내는 LiMnO2에 붕소 (B)와 같은 소위 유리질 원소를 도입시켜 결정 구조의 교란이 동결된 상태로 유지되는 준안정화 상태의 LiMnO2를 추가로 안정화시킬 수 있을 것으로 가정하였다. 이러한 가정은 본 발명의 개념을 이끌어 냈다.
LiMnO2중 일부를 B로 치환하여 LiMn1-yByO2를 얻음으로써, 통상적인 LiMnO2보다 안정하고 고용량을 갖는 리튬 망간 산화물을 얻을 수 있다. 이 LiMn1-yByO2를 양극 활성 물질로 사용함으로써 비수성 전해질 전지 (1)의 용량을 증가시킬 수 있다.
LiMn1-yByO2중 Mn과 B 사이의 비율은 0 ≤ y ≤0.35이다. Mn과 구별하여 B가 산화 또는 환원에 기여하지 않는 전기적으로 불활성인 원소이기 때문에, y가 0.35 이상인 경우 LiMn1-yByO2중의 불활성 부분이 보다 커져서 비수성 전해질 전지 (1)의 용량이 작아진다. y의 비율을 0 < y ≤0.35로 설정함으로써, LiMn1-yByO2의 결정 구조는 교란된 상태에서 안정화될 수 있고, 따라서 비수성 전해질 전지 (1)의 용량이 증가될 수 있다.
양극 활성 물질층에 함유된 결합제로서 이러한 종류의 비수성 전해질 전지의 양극 활성 물질층의 결합제로서 통상적으로 사용되는 폴리비닐리덴 플루오라이드와 같은 공지된 수지 물질이 사용될 수 있다.
양극캔 (5)은 양극 (4)를 수용하고, 또한 비수성 전해질 전지 (1)의 외부 양극으로서 작용할 수 있다.
세퍼레이터 (6)은 양극 (4)를 음극 (2)와 분리시키며, 이러한 종류의 비수성 전해질 전지의 세퍼레이터로 통상적으로 사용되는 임의의 적합한 공지된 물질로 형성될 수 있다.
절연 개스킷 (7)을 제조하여 음극캔 (3)과 일체화한다. 절연 개스킷 (7)은 음극캔 (3) 및 양극캔 (5)에 채워진 비수성 전해액의 누출을 방지한다.
비수성 전해액은 이러한 종류의 비수성 전해질 전지용 전해액으로서 통상적으로 사용되는 임의의 적합한 전해액일 수 있다. 비수성 전해액은 프로필렌 카르보네이트 또는 디메틸 카르보네이트와 같은 비양성자성 비수성 용매에 리튬염을 용해시켜 얻을 수 있다.
높은 유전 상수 (유전 상수 ε> 20)를 갖는 비양성자성 비수성 용매는 예를 들어 에틸렌 카르보네이트 (EC), 프로필렌 카르보네이트 (PC), 부틸렌 카르보네이트 (BC), γ-부티로락톤 (GBL) 및 비닐렌 카르보네이트 (VC)일 수 있다. 한편, 낮은 점도 (주위 온도에서의 점도 η< 0.8 cp)를 갖는 비양성자성 비수성 용매는 예를 들어 디에톡시 에탄 (DEE), 테트라히드로푸란 (THF), 2-메틸 테트라히드로푸란 (2MeTHF), 1,3-디옥산 (DOL), 메틸 아세테이트 (MA), 메틸 프로피오네이트 (MP), 디메틸 카르보네이트 (DMC), 디에틸 카르보네이트 (DEC) 및 에틸메틸 카르보네이트 (EMC)일 수 있다.
높은 유전 상수를 갖는 비양성자성 비수성 용매 및 낮은 점도를 갖는 비양성자성 비수성 용매중 하나를 선택적으로 사용하거나, 또는 용매 모두를 필요에 따라서 배합물로 사용할 수 있다. 특히, 저온의 순환 특성은 이러한 두 용매를 배합함으로써 개선될 수 있다.
리튬염으로서 LiPF6, LiAsF6, LiBF4, LiClO4, LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N 또는 LiC4F9SO3를 단일 또는 배합물로 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 비수성 전해질 전지 (1)은 원통형, 사각형, 동전형 또는 버튼형일 수 있지만, 그 형태에 대한 특별한 제한은 없다. 또한, 비수성 전해질 전지 (1)은 목적에 따라서 두께가 얇거나 크기가 클 수 있다. 특히, 원통형, 사각형 또는 박형의 비수성 전해질 전지에서, 활성 물질은 양극 및 음극의 벗겨진 형태의 집전체의 양 표면상에 제공될 수 있고, 집전체는 세퍼레이터의 삽입물로 감겨질 수 있으며, 생성된 조립품은 비수성 전해질 전지의 요구 형태로 작용하여 단위 용적 당 에너지를 효율적으로 회수할 수 있도록 할 수 있다.
상기 기술된 실시양태에서, 비수성 전해액을 사용한 비수성 전해질 전지 (1)은 비수성 전해질 전지의 일례로서 취급된다. 그러나, 본 발명은 이러한 양태에 한정되지 않으며, 고체 전해질 또는 팽윤된 용매를 함유하는 겔형의 고체 전해질을 비수성 전해질로서 사용하는 경우에도 적용될 수 있다. 본 발명은 또한 일차 전지 및 이차 전지 모두에 적용가능하다.
<실시예>
본 발명에 따른 비수성 전해질 전지를 제조하고, 그의 특성을 평가하였다.
<실시예 1>
우선 일반 화학식 LiMn1-yByO2로 표시되고 양극 활성 물질인 리튬 망간 산화물을 하기와 같이 합성하였다.
리튬 망간 산화물을 합성하기 위해서, MnCO3, Li2CO3및 LiBO2를 각각 망간, 리튬 및 붕소의 출발 물질로서 사용하였다. 각 화합물을 Li:Mn:B의 몰비가 1.00:0.95:0.05가 되도록 계량하고, 불순물을 배제하기 위해서 마노 사발에서 충분히 혼합하였다.
상기 분말 혼합물을 직경이 15 mm, 두께가 5 mm인 원통형 펠렛으로 성형하였다. 이어서, 10℃/분의 승온 속도로 펠렛을 1000℃로 가열하고, 리튬, 망간 및 붕소가 단일상으로 완전한 반응을 일으키도록 이 온도를 12시간 동안 유지하였다. 이어서, 펠렛을 공기중에서 주위 온도로 급냉 및 건조시켜 흑갈색의 리튬 망간 산화물 분말을 얻었다.
이어서, 제조한 리튬 망간 산화물을 양극 활성 물질로 사용하여 양극을 제조하였다. 양극을 제조하기 위해서, 상기 기술한 바와 같이 얻은 80 중량%의 리튬 망간 산화물, 도전제로서 15 중량%의 그라파이트 및 결합제로서 폴리비닐리덴 플루오라이드를 함께 혼련하여 페이스트형의 양극 혼합물을 얻었다. 상기 언급한 그라파이트로서 평균 입경이 5 내지 20 ㎛인 론자 인코포레이드 (RONZA Inc.)사의 제품인 KS-15를 사용하였다. 상기 언급한 폴리비닐리덴 플루오라이드로서 #1300는 알드리치 인코포레이드 (ALDRICH Inc.)사의 제품을 사용하였다.
상기 기술한 바와 같이 얻은 양극 혼합물을 양극 집전체로서 작용하는 알루미늄 메쉬상에 코팅하였다. 양극 혼합물로 코팅된 알루미늄 메쉬를 건조 아르곤 스트림중에서 100℃로 1시간 동안 건조시켰다. 건조시킨후, 알루미늄 메쉬를 미리 설정된 크기의 디스크로 천공하여 펠렛형의 양극을 제조하였다. 각 펠렛형의 양극 당 60 mg의 양극 활성 물질을 담지시켰다.
실질적으로 양극과 동일한 직경의 O형 디스크로 금속 리튬 시트를 천공하여 음극을 제조하였다.
이어서, LiPF6를 1M 농도로 프로필렌 카르보네이트와 디메틸 카르보네이트의 등몰 혼합 용매에 용해시켜 비수성 전해액을 제조하였다.
최종적으로, 상기 기술한 바와 같이 제조된 양극을 양극 캔에 수용하고, 음극을 음극캔에 수용하며, 세퍼레이터를 양극과 음극사이에 배치하였다. 비수성 전해액을 양극캔 및 음극캔에 충진하고, 양극캔 및 음극캔을 코르크로 밀봉하여 2025-형의 동전형 비수성 전해질 전지를 제조하였다. 상기 언급한 과정의 단계는 모두 건조 분위기에서 수행되었다.
<실시예 2>
Li:Mn:B = 1.00:0.80:0.20이 되도록 MnCO3, LiCO3및 LiBO2를 혼합하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 비수성 전해질 전지를 제조하였다.
<실시예 3>
Li:Mn:B = 1.00:0.65:0.35가 되도록 MnCO3, LiCO3및 LiBO2를 혼합하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 비수성 전해질 전지를 제조하였다.
<비교예 1>
Li:Mn:B = 1.00:1.00:0.00이 되도록 MnCO3, LiCO3및 LiBO2를 혼합하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 비수성 전해질 전지를 제조하였다.
<비교예 2>
Li:Mn:B = 1.00:0.60:0.40이 되도록 MnCO3, LiCO3및 LiBO2를 혼합하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 비수성 전해질 전지를 제조하였다.
상기 기술한 바와 같이 제조된 전지를 충전/방전 시험하여 그의 특성을 평가하였다.
충전/방전 시험을 수행하기 위해서, 개회로 전압이 리튬 전위에 대하여 4.5 ± 0.05 V에 도달할 때까지 0.1 mA/셀의 전류 밀도로 각 전지상에서 리튬 전위에 대한 초기 충전을 수행하였다. 이어서, 충전된 전지를 폐회로 전압이 1.5 V에 도달할 때까지 방전하였다. 방전 전류 밀도는 실험 중에 0.1 mA/셀로 항상 고정되었다.
도 2는 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2의 비수성 전해질 전지에 대한 방전 시간과 전지 전압 (금속 리튬 전위에 대한)사이의 관계를 나타내고 있다.
도 2는 LiMn1-yByO2의 y가 0 < y ≤0.35인 리튬 망간 산화물을 양극 활성 물질로서 사용하는 실시예 1 내지 3의 전지에서는 전지 전압이 완만하게 감소하고, 전지 전압이 1.5 V가 될 때 까지의 시간이 오래 걸리는, 즉 전지 용량이 크다는 것을 나타내고 있다.
LiMnO2를 사용하고 붕소를 함유하지 않는 비교예 1의 전지에서는 전지 전압이 급격하게 감소하고, 전지 전압이 1.5 V가 될 때 까지의 시간이 실시예 1 내지 3의 전지 보다 짧다는 것을 나타내고 있다. LiMn1-yByO2중 y가 0.4인 비교예 2의 전지에서는 전지 전압이 1.5 V가 될 때 까지의 시간이 보다 짧은, 즉 전지 용량이 작아진 것을 나타내고 있다.
상기 결과로부터, LiMn1-yByO2의 y가 0 < y ≤0.35인 리튬 망간 산화물을 사용함으로써 큰 용량을 가지는 비수성 전해질 전지를 얻을 수 있음을 나타냈다.
본 발명에따라 일반 화학식 LiMn1-yByO2으로 나타내어지는, 망간의 일부가 붕소로 치환된 리튬 망간 산화물을 양극 활성 물질로 사용하여, 고용량의 비수성 전해질 전지를 얻을 수 있다.

Claims (14)

  1. 전이 금속의 복합 산화물을 함유하는 양극,
    상기 양극에 대향하여 배치되고, 금속 리튬, 리튬 합금 또는 리튬을 도핑 및 탈도핑할 수 있는 탄소 재료를 함유하는 음극, 및
    상기 양극과 음극 사이에 개재된 비수성 전해질
    을 포함하며, 상기 전이 금속의 복합 산화물은 일반 화학식 LiMn1-yByO2(식중, 0 < y < 1임)로 표시되는 리튬 및 망간의 복합 산화물인 비수성 전해질 전지.
  2. 제1항에 있어서, 일반 화학식 LiMn1-yByO2로 표시되는 리튬 및 망간의 복합 산화물에서 0 < y ≤ 0.35인 비수성 전해질 전지.
  3. 제1항에 있어서, 상기 비수성 전해질이 비양성자성 비수성 용매에 리튬염을 용해시켜 얻은 용액인 비수성 전해질 전지.
  4. 제3항에 있어서, 상기 비양성자성 비수성 용매가 높은 유전 상수를 갖는 용매 및(또는) 낮은 점성을 갖는 용매인 비수성 전해질 전지.
  5. 제4항에 있어서, 상기 높은 유전 상수를 갖는 용매가 에틸렌 카르보네이트 (EC), 프로필렌 카르보네이트 (PC), 부틸렌 카르보네이트 (BC), γ-부티로락톤 (GBL) 및 비닐렌 카르보네이트 (VC)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 것인 비수성 전해질 전지.
  6. 제4항에 있어서, 상기 낮은 점도를 갖는 용매가 디에톡시 에탄 (DEE), 테트라히드로푸란 (THF), 2-메틸 테트라히드로푸란 (2MeTHF), 1,3-디옥산 (DOL), 메틸 아세테이트 (MA), 메틸 프로피오네이트 (MP), 디메틸 카르보네이트 (DMC), 디에틸 카르보네이트 (DEC) 및 에틸메틸 카르보네이트 (EMC)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 것인 비수성 전해질 전지.
  7. 제3항에 있어서, 상기 리튬염이 LiPF6, LiAsF6, LiBF4, LiClO4, LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N 및 LiC4F9SO3으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 것인 비수성 전해질 전지.
  8. 전이 금속의 복합 산화물을 함유하는 양극,
    상기 양극에 대향하여 배치되고, 금속 리튬, 리튬 합금 또는 리튬을 도핑 및 탈도핑할 수 있는 탄소 재료를 함유하는 음극, 및
    상기 양극과 음극 사이에 개재된 세퍼레이터 및 비수성 전해질
    을 포함하며, 상기 전이 금속의 복합 산화물은 일반 화학식 LiMn1-yByO2(식중, 0 < y < 1임)로 표시되는 리튬 및 망간의 복합 산화물인 비수성 전해질 전지.
  9. 제8항에 있어서, 일반 화학식 LiMn1-yByO2로 표시되는 리튬 및 망간의 복합 산화물에서 0 < y ≤ 0.35인 비수성 전해질 전지.
  10. 제8항에 있어서, 상기 비수성 전해질이 비양성자성 비수성 용매에 리튬염을 용해시켜 얻은 용액인 비수성 전해질 전지.
  11. 제10항에 있어서, 상기 비양성자성 비수성 용매가 높은 유전 상수를 갖는 용매 및(또는) 낮은 점성을 갖는 용매인 비수성 전해질 전지.
  12. 제11항에 있어서, 상기 높은 유전 상수를 갖는 용매가 에틸렌 카르보네이트 (EC), 프로필렌 카르보네이트 (PC), 부틸렌 카르보네이트 (BC), γ-부티로락톤 (GBL) 및 비닐렌 카르보네이트 (VC)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 것인 비수성 전해질 전지.
  13. 제11항에 있어서, 상기 낮은 점도를 갖는 용매가 디에톡시 에탄 (DEE), 테트라히드로푸란 (THF), 2-메틸 테트라히드로푸란 (2MeTHF), 1,3-디옥산 (DOL), 메틸 아세테이트 (MA), 메틸 프로피오네이트 (MP), 디메틸 카르보네이트 (DMC), 디에틸 카르보네이트 (DEC) 및 에틸메틸 카르보네이트 (EMC)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 것인 비수성 전해질 전지.
  14. 제10항에 있어서, 상기 리튬염이 LiPF6, LiAsF6, LiBF4, LiClO4, LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N 및 LiC4F9SO3으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 것인 비수성 전해질 전지.
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