KR20010066160A - 새로운 전해액 첨가제와 이를 이용한 리튬이온 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리튬이온 전지에 관한 것으로, 특히 흑연화 탄소를 함유한 부극과 리튬 함유 전이 금속 산화물을 함유한 정극을 사용하는 리튬이온 2차 전지의 전해액에 첨가되는 신규의 첨가제와 이를 이용한 리튬이온 2차 전지에 관한 것이다.
본 발명은 이를 위하여 신규의 화학식 1로 나타내는 α-메톡시카보닐옥시-γ-부티로락톤 또는 α-에톡시카보닐옥시-γ-부티로락톤과 이를 포함하는 전해액 및 이 전해액을 포함하는 흑연화 탄소를 함유한 부극과 리튬 함유 전이 금속 산화물을 함유한 정극을 사용하는 리튬이온 전지를 제공한다.
본 발명의 신규 전해액 첨가제를 프로필렌 카보네이트와 함께 전해액에 포함시켜 제조된 리튬이온 전지는 고용량의 흑연화 탄소를 사용하여 고용량을 가지며, 충 방전 수명과 저온 특성도 우수하다.

Description

새로운 전해액 첨가제와 이를 이용한 리튬이온 전지{NEW ADDITIVES FOR ELECTROLYTE AND LITHIUM ION BATTERY USING THE SAME}
[산업상 이용 분야]
본 발명은 리튬이온 전지에 관한 것으로, 특히 흑연화 탄소를 함유한 부극과 리튬 함유 전이 금속 산화물을 함유한 정극을 사용하는 리튬이온 2차 전지의 전해액에 첨가되는 신규의 첨가제와 이를 이용한 리튬이온 2차 전지에 관한 것이다.
[종래 기술]
여러 전기화학 전지 중에서 리튬이온 액체 2 차 전지는 소니(Sony)사에 의해 처음으로 상품화 된 이후 높은 에너지 밀도로 인해 기존의 2 차 전지들을 대체하여 휴대용 컴퓨터, 휴대폰 등에서 사용이 늘어나고 있다. 이 리튬이온 액체 2 차 전지는 부극 활물질로 탄소재료와 정극 활물질로 LiCoO2등의 금속 산화물을 사용하며, 부극과 정극 사이에 다공성의 폴리올레핀계 분리막을 넣고, LiPF6등의 리튬 염을 가진 비수성 용액을 넣어서 제조하게 된다. 충전시에는 정극 활물질의 리튬이온이 방출되어 부극의 탄소 층으로 삽입이 되며, 방전시에는 반대로 탄소 층의 리튬이온이 방출되어 정극 활 물질로 삽입이 되게 된다. 비수성 전해액은 부극과 정극 사이에서 리튬이온을 이동시키는 매질의 역할을 하며 전지의 작동 전압 범위에서 안정하여야 하고, 충분히 빠른 속도로 이온을 전달할 수 있는 능력을 가져야 한다.
이러한 전해액으로 미국특허 제5,521,027호, 제5,525,443호에 리튬이온을 충분히 해리시킬 수 있는 극성이 큰 환형 카보네이트 만을 사용할 경우 점도가 커서 이온 전도도가 작으므로, 점도를 줄이기 위해 극성은 작지만 저 점도인 선형 카보네이트를 섞은 혼합 전해액을 제시하고 있다.
상기 환형 카보네이트로는 에틸렌 카보네이트(EC)와 프로필렌 카보네이트(PC), 비닐렌 카보네이트(VC), 부틸렌 카보네이트(BC)를 들 수 있는데, PC는 어는점이 -49 ℃ 로 낮아서 저온 성능은 좋으나, 부극으로 용량이 큰 흑연화 탄소를 사용할 경우 충전시 부극과 급격하게 반응을 하여 사용하기가 어려운 문제가 있다. 그래서 흑연화 탄소 부극을 사용한 전지에서 환형 카보네이트로 가장 안정한 보호막을 형성하는 EC가 주로 사용이 되고 있다. 그러나 EC는 녹는점이 37 ℃로 높으므로 많이 사용하면 전해액의 저온성능이 급격하게 나빠지게 된다. 이러한 점을 개선하기 위하여 보통 녹는점이 낮고 점도가 낮은 선형 카보네이트를 함께 섞어서 이성분의 전해액을 사용하여 왔다.
상기 선형 카보네이트로는 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 에틸 메틸 카보네이트(EMC)를 대표적으로 들 수 있는데, 이 중 녹는점이 -55 ℃ 로 가장 낮은 EMC 를 사용할 때 우수한 저온 특성을 나타낸다.
그러나 환형 카보네이트와 선형 카보네이트를 혼합하여 사용하는 것으로는 리튬 이온 전지에서 요구되는 고용량과 저온특성을 만족시킬 수는 없다.
실제로 전지의 저온성능을 향상시키기 위하여, 논문(J. Electrochem. Soc. 146(2), 485, 1999, 및 J. Fluorine Chem. 87 (1998) 221)에 전해액에 다른 물질을 섞어주어 기존 전해액 분자들이 서로 규칙적으로 배열하는 것을 방해하여 어는점을 낮추고, 저온에서의 점도를 낮추어 이온 전도도를 증가시키는 방법이 보고되었다.
또한 일반적으로 흑연화 부극에 사용하지 못하는 PC를 다른 전해액 또는 첨가제와 함께 사용하여 저온 성능이 우수한 전해액을 제조하려는 연구가 행해졌다. 미국특허 제5,681,669호에는 PC에 카테콜 카보네이트(catechol carbonate) 유도체를 첨가하여 PC의 분해 반응을 억제하였고, 논문(J. Electrochem. Soc. 146(2), 470, 1999)에는 PC에 에틸렌 설파이트(ethylene sulfite)를 첨가하여 PC의 분해 반응을 억제하였다.
즉, 2 성분의 전해액에 적당한 유기물질을 더 첨가하여 셋 이상의 성분으로 구성되는 전해액을 사용하게 되면 적합한 조성에서 어는점 내림의 효과를 얻고, 저온에서의 점도를 감소시켜서 저온 방전 성능을 개선할 수 있다. 사용되는 첨가제는 어는점이 낮을수록 저온성능을 더 향상시키게 된다. 그래서 어는점이 -49 ℃로 낮은 PC를 함께 사용하면 좋은데, PC를 사용할 경우 용량이 큰 흑연화 탄소와 심하게 반응하여 전지의 비가역 용량을 크게 하여 전체 전지의 용량이 감소하고, 충방전 수명도 나빠지므로 PC의 분해 반응을 억제해주는 첨가제와 함께 사용하는 것이다.
PC의 분해반응을 억제하는 첨가제로 연구된 것들은 크게 작용 방식에 따라 두 종류로 나눌 수 있다. 한가지는 미국특허 제5,491,041호에 기재된 12-크라운-4-에테르(12-crown-4-ether)처럼 자신은 부극에서 분해되지 않으며 PC 보다 리튬이온과 더 잘 결합하여 PC가 리튬이온과 같이 탄소 층에 삽입되는 것을 억제하여 PC의 분해를 막아주는 것이고, 다른 한가지는 카테콜 카보네이트(catechol carbonate) 유도체나 에틸렌 설파이트(ethylene sulfite), 클로로에틸렌 카보네이트(chloroethylene carbonate)처럼 PC의 분해 전압인 0.8 V(vs Li/Li+) 보다 높은 전압에서 PC보다 먼저 분해되어 보호막을 형성해 PC가 탄소 층에 삽입되는 것을 억제하여 주는 것이다.
그러나 이러한 첨가제들은 아직까지 리튬이온 전지에서 요구되는 성능을 만족시켜주지 못하고 있다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 고려하여, 프로필렌카보네이트와 같이 낮은 녹는점을 갖는 비수 전해액을 포함하는 리튬이온 전지의 전해액에 첨가되어 그 비수 전해액이 용량이 큰 흑연화 탄소와 반응하지 않도록 억제하는 역할을 하는 전해액 첨가제로 사용할 수 있는 신규의 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 신규의 화합물을 전해액 첨가제로 포함하는 전해액을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 고용량의 흑연화 탄소를 함유한 부극과 리튬 함유 전이 금속 산화물을 함유한 정극, 다공성의 분리막, 및 리튬염 함유 전해액을 포함하는 리튬이온 전지에 있어서, 신규의 화합물을 전해액 첨가제로 리튬염 함유 전해액에 포함시켜 용량이 크고, 저온 특성이 우수한 리튬이온 2차 전지를 제공하는 것이다.
도 1은 실시예 5와 비교예 3에서 제조된 전해액을 사용하여 제조된 코인형 전지의 방전 곡선을 나타낸 것으로, 도면부호 A는 실시예 5의 전해액을 사용한 전지이고, B는 비교예 3의 전해액을 사용한 전지이다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여
하기 화학식 1로 나타내는 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
상기 식에서, R은 메틸 또는 에틸이다.
또한 본 발명은 리튬이온 전지의 전해액에 있어서,
a) 리튬 염;
b) 비수 전해액; 및
c) 상기 화학식 1로 나타내는 화합물의 첨가제
를 포함하는 리튬이온 전지의 전해액을 제공한다.
또한 본 발명은 리튬의 가역적인 저장 및 방출이 가능한 흑연화 탄소를 부극 활물질로 포함하는 부극, 리튬의 가역적인 저장 및 방출이 가능한 리튬 함유 전이 금속 산화물을 정극 활물질로 포함하는 정극, 다공성의 분리막, 및 전해액을 포함하는 리튬이온 전지에 있어서,
상기 전해액이
a) 리튬 염;
b) 비수 전해액; 및
c) 상기 화학식 1로 나타내는 화합물의 첨가제
를 포함하는 전해액인 리튬이온 전지를 제공한다.
[작 용]
이하에서 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은 흑연화 탄소를 함유한 부극과 리튬 함유 전이 금속 산화물을 함유한 정극, 다공성의 분리막, 및 리튬 염 함유 전해액을 포함하는 리튬이온 전지에 있어서, 상기 화학식 1로 나타내는 화합물을 전해액 첨가제로 리튬 염 함유 전해액에 포함시켜 리튬이온 2차 전지의 용량을 크게 제조하고, 저온 성능이 향상되도록 한 것이다.
본 발명의 전해액 첨가제는 상기 종래기술에서 언급한 PC의 분해 전압인 0.8V(vs Li/Li+) 보다 높은 전압에서 PC보다 먼저 분해되어 보호막을 형성해 PC가 탄소 층에 삽입되는 것을 억제하여 주는 화합물이다. 이 첨가제는 PC의 분해를 억제하는데 1 V(vs Li/Li+) 부근에서 분해되어 보호막을 형성해 PC의 반응을 억제한다.
또한 본 발명의 전해액 첨가제는 전지 작동 범위에서 전기화학적으로 안정하며 분자의 크기가 EC, PC에 비하여 상대적으로 크기 때문에 탄소 부극에 리튬이온과 같이 삽입이 될 가능성이 적어서 흑연화 탄소와 반응성이 작으며, 안정한 보호막을 형성한다.
따라서 본 발명의 전해액 첨가제는 특히 고용량의 흑연화 탄소를 포함하는 리튬이온 전지에서 환형 카보네이트와 선형 카보네이트를 혼합하여 사용하는 전해액에 첨가되어 비가역 용량을 제거하여 흑연화 탄소의 고용량을 보장하게 되며, 충방전 수명도 우수하게 할 수 있다. 또한 PC의 반응을 억제하므로 PC를 포함하는 전해액이 갖는 저온 특성의 장점을 유지하게 한다.
본 발명의 전해액 첨가제는 상기 화학식 1로 나타내며, R이 메틸이면 α-메톡시카보닐옥시-γ-부티로락톤(α-methoxycarbonyloxy-γ-butyrolactone)이고, R이 에틸이면 α-에톡시카보닐옥시-γ-부티로락톤(α-ethoxycarbonyloxy-γ-butyrolactone)이다.
또한 본 발명의 전해액 첨가제는 α-히드록시-γ-부티로락톤(α-hydroxy-γ-butyrolactone)을 메틸 클로로포메이트(methyl chloroformate) 또는 에틸 클로로포메이트(ethyl chloroformate)와 반응시킨 후, 메틸렌 클로라이드(methylenechloride) 용매로 추출하여 제조한다.
이러한 본 발명의 전해액 첨가제는 리튬 함유 전해액 전체에서 0.5 내지 10 부피%로 함유되는 것이 바람직하다. 0.5 부피% 이하의 사용은 PC 반응 억제 효과가 적으며, 10 부피% 이상의 사용은 사용량 만큼의 효과가 없다.
본 발명의 전해액 첨가제를 포함하는 전해액은 리튬염 함유 비수전해액이다. 리튬염은 LiClO4, LiCF3SO3, LiPF6, LiBF4, LiAsF6, 및 LiN(CF3SO2)2로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하며, 비수 전해액은 통상의 전해액과 같은 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 부틸렌카보네이트(BC), 비닐렌카보네이트(VC), 디에틸카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트(DMC), 에틸메틸카보네이트(EMC), 메틸포르메이트(MF), 감마-부티로락톤(γ-BL;butyrolactone), 설포레인(sulfolane), 메틸아세테이트(MA; methylacetate), 및 메틸프로피오네이트(MP; methylpropionate)로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택된다. 특히 PC를 포함하는 전해액을 사용하는 전지는 본 발명의 첨가제가 전해액에 첨가되어 우수한 저온 특성을 나타내게 되며, 다른 점도가 크거나 작은 전해액에서도 동일한 효과를 나타낼 수 있다.
본 발명은 이러한 작용을 바탕으로, 리튬의 가역적인 저장 및 방출이 가능한 고용량의 흑연화 탄소를 부극 활물질로 포함하는 부극, 리튬의 가역적인 저장 및 방출이 가능한 리튬 함유 전이 금속 산화물을 정극 활물질로 포함하는 정극, 다공성의 분리막, 및 상기 첨가제를 포함하는 리튬염 함유 전해액을 포함하는 리튬이온전지를 제공한다.
이를 위하여 상기 흑연화 탄소는 엑스선 회절법으로 측정된 탄소질 재료의 결정면 거리 상수 d002 값이 0.338 나노미터 이하이며, BET 법으로 측정된 비표면적이 10 ㎡/g 이하가 바람직하며, 상기 리튬 함유 전이 금속 산화물은 LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4, 및 LiNi1-XCoXO2(여기에서, 0∠x1) 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 특히 상기 전극은 탄소 활물질과 결합제로 폴리비닐리덴 디플루오라이드로 구성된 부극이며, 리튬 전이 금속 산화물 활물질과 도전성 탄소, 결합제로 폴리비닐리덴 디플루오라이드로 구성된 정극이다. 이러한 전지의 구성요소들은 통상의 방법에 따라서 제조되며, 특히 전해액에 본 발명의 첨가제를 혼합하여 사용하는 것은 보다 손쉽게 용량이 크면서도 저온 특성이 우수한 리튬이온 전지를 제조할 수 있는 것이다.
이하의 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1
(α-메톡시카보닐옥시-γ-부티로락톤의 합성)
α-히드록시-γ-부티로락톤(α-hydroxy-γ-butyrolactone; Aldrich사 제조) 43 g과 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran; Aldrich사 제조) 300 ㎖, 피리딘(pyridine; Aldrich사 제조) 36.64 g을 500 ㎖ 1 목 둥근바닥 플라스크(oneneck round bottom flask)에 넣고 질소 분위기에서 얼음물 중탕에서 10 분간 저어준 후 메틸 클로로포메이트(methyl chloroformate; Janssen Chimica사 제조) 43.8 g을 적정 깔대기(dropping funnel)로 1 시간 동안 가하여 주고, 상온에서 12 시간 동안 저어주었다.
반응 후 용매인 THF를 로타리 증발기(rotary evaporator)로 제거하고, 남은 용액을 메틸렌 클로라이드(methylene chloride)와 증류수를 이용하여 두 층으로 분리하고, 추출한 메틸렌 클로라이드 층을 분별 증류하여 α-메톡시카보닐옥시-γ-부티로락톤(α-methoxycarbonyloxy-γ-butyrolactone) 40 g 을 얻었다.
실시예 2
(α-에톡시카보닐옥시-γ-부티로락톤의 합성)
사용한 메틸 클로로포메이트(methyl chloroformate) 대신 에틸 클로로포메이트(ethyl chloroformate)를 50.3 g을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 같은 방법으로 반응시켜 α-에톡시카보닐옥시-γ-부티로락톤(α-ethoxycarbonyloxy-γ-butyrolactone) 39 g을 얻었다.
실시예 3
(전해액 제조)
글로브 박스(glove box) 안에서 미쓰비시 케미컬사(Mitsubishi Chem.)의 F-EC와 F-PC, F-EMC를 사용하여 부피비로 EC : PC : 실시예 1의 첨가제 : EMC = 16 : 17 : 2 : 65의 조성을 갖는 1 M LiPF6용액을 30 ㎖ 제조하였다.
실시예 4
(전해액 제조)
글로브 박스(glove box) 안에서 미쓰비시 케미컬사(Mitsubishi Chem.)의 F-EC와 F-PC, F-EMC를 사용하여 부피비로 EC : PC : 실시예 2의 첨가제 : EMC = 16 : 17 : 2 : 65의 조성을 갖는 1 M LiPF6용액을 30 ㎖ 제조하였다.
실시예 5
(전해액 제조)
글로브 박스(glove box) 안에서 미쓰비시 케미컬사(Mitsubishi Chem.)의 F-PC와 F-EMC를 사용하여 부피비로 PC : 실시예 1의 첨가제 : EMC = 30 : 5 : 65의 조성을 갖는 1 M LiPF6용액을 30 ㎖ 제조하였다.
비교예 1
(전해액 제조)
글로브 박스(glove box) 안에서 미쓰비시 케미컬사(Mitsubishi Chem.)의 F-EC, F-PC, 및 F-EMC를 사용하여 부피비로 EC : PC : EMC = 16.5 : 16.5 : 67의 조성을 갖는 1 M LiPF6용액을 30 ㎖ 제조하였다.
비교예 2
(전해액 제조)
글로브 박스(glove box) 안에서 미쓰비시 케미컬사(Mitsubishi Chem.)의 F-EC, F-EMC를 사용하여 부피비로 EC : EMC = 33 : 67의 조성을 가지는 1 M LiPF6용액을 30 ㎖ 제조하였다.
비교예 3
(전해액 제조)
글로브 박스(glove box) 안에서 미쓰비시 케미컬사(Mitsubishi Chem.)의 F-PC, F-EMC를 사용하여 부피비로 PC : EMC = 35 : 65의 조성을 갖는 1 M LiPF6용액을 30 ㎖ 제조하였다.
실시예 6
(부극 반쪽 전지 제조)
부극은 탄소 활물질(오사카 가스 제조 MCMB-10-28 제품) 93 중량%, 폴리비닐리덴 디플루오라이드(PVDF; Elf Atochem사의 Kynar 761 제품) 7 중량%의 조성으로 용매로 N-메틸-2-피롤리디논(N-methyl-2-pyrrolidinone; NMP)을 사용하여 믹서(Ika사 제조)에서 2 시간 동안 섞어준 후 구리 호일 집전체에 코팅하고, 130 ℃ 에서 건조하여 제조하였다. 이 부극을 1.5 ㎠의 면적으로 원형으로 잘라서 반대 전극으로 리튬 금속을 사용하고, 분리막(Hoechst Celanese사 제조 celgard 2400)을 사용하여 코인형 전지를 제조하였다.
(반쪽 전지 평가)
상기 실시예 5와 비교예 3에서 제조한 전해질을 사용하여 각각 전지제조 후 충방전 시험을 하였다. 먼저 0.008 V 까지 0.3 mA 로 방전하고, 그 이후는 전류가 0.02 mA로 줄 때까지 일정전압에서 방전을 하였고, 충전은 1.5 V 까지 0.3 mA의 전류로 충전하였다. 각 경우에 대해 첫번째 방전 곡선을 도 1에 나타내었다.
본 발명의 실시예 1의 첨가제를 첨가한 실시예 5의 전해액을 사용한 것이 A, PC 와 EMC 만을 사용한 것이 B이다. 도 1에서 볼 수 있듯이 PC와 EMC 만을 사용하면 PC의 분해 반응이 심해 전지가 제대로 방전되지 않으나, 여기에 실시예 1의 첨가제가 들어 가면 분해 반응을 억제하여 전지가 정상적으로 작동한다.
실시예 7
(리튬이온 전지 제조)
부극은 탄소 활물질(오사카 가스 제조 MCMB-10-28 제품) 93 중량%, 폴리비닐리덴 디플루오라이드(PVDF; Elf Atochem사의 Kynar 761 제품) 7 중량%의 조성으로 용매로 N-메틸-2-피롤리디논(N-methyl-2-pyrrolidinone; NMP)을 사용하여 믹서(Ika사 제조)에서 2 시간 동안 섞어준 후 구리 호일 집전체에 코팅하고, 130 ℃ 에서 건조하여 제조하였다.
정극은 LiCoO291 중량%, PVDF(Kynar 761) 3 중량%, 도전성 탄소(Lonza사 KS-6) 6 중량%의 조성으로 용매로 NMP을 사용하여 믹서(Ika사 제조)에서 2 시간 동안 섞어준 후 알루미늄 호일 집전체에 코팅하고, 130 ℃ 에서 건조하여 제조하였다.
이렇게 제조한 부극, 정극, 및 분리막(Hoechst Celanese사 제조 celgard 2400)을 사용하여 부극과 정극 사이에 분리막을 두고 원통형으로 감아 18650 규격의 전지를 조립하고, 비교예 1, 2와 실시예 3, 4에서 제조한 전해액을 주입하여 리튬이온 전지를 제조하였다.
(전지 평가)
이 전지를 4.2 V 까지 충전하고 상온에서는 3 V 까지 0.5 C 의 속도로 방전하여 충·방전 실험을 하였고, 저온 실험은 상온 충전 후 -30 ℃에서 4 시간 방치 후 0.5C의 속도로 2.5 V 까지 방전하였다. 이 충 방전 실험 결과를 표 1에 기재하였다.
비교예 1의 전해액을 사용한 전지는 PC를 사용하여 저온 성능은 좋으나 용량이 작고, 충 방전 수명이 나쁘고, 비교예 2의 전해액을 사용한 전지는 용량이 크고, 충 방전 수명은 좋으나 저온 성능이 나쁜데 비하여, 실시예 3(PC 및 실시예 1의 첨가제 포함), 실시예 4(PC 및 실시예 2의 첨가제 포함)의 전해액을 각각 사용한 전지는 용량, 충 방전 수명, 저온 성능 모두에서 우수한 성능을 보였다.
구 분 전해액 조성비(부피%) 평 가
EC PC 실시예1의 첨가제 실시예2의 첨가제 EMC 초기용량(㎃h) 200회 후용량(㎃h) -30 ℃ 방전효율
실시예 3 16 17 2 0 65 1530 1300 68
실시예 4 16 17 0 2 65 1535 1310 65
비교예 1 16.5 16.5 0 0 67 1420 1160 70
비교예 2 33 0 0 0 67 1570 1330 45
본 발명의 신규 전해액 첨가제를 프로필렌 카보네이트와 함께 전해액에 포함시켜 제조된 리튬이온 전지는 고용량의 흑연화 탄소를 사용하여 고용량을 가지며, 충 방전 수명과 저온 특성도 우수하다.

Claims (11)

  1. 하기 화학식 1로 나타내는 화합물:
    [화학식 1]
    상기 식에서, R은 메틸 또는 에틸이다.
  2. 리튬이온 전지의 전해액에 있어서,
    a) 리튬 염;
    b) 비수 전해액; 및
    c) 하기 화학식 1로 나타내는 화합물의 첨가제
    [화학식 1]
    (상기 식에서, R은 메틸 또는 에틸)
    를 포함하는 전해액.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 a)의 리튬 염이 LiClO4, LiCF3SO3, LiPF6, LiBF4, LiAsF6, 및 LiN(CF3SO2)2로 이루어진 군으로부터 선택되는 전해액.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 b)의 비수 전해액이 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 부틸렌카보네이트(BC), 비닐렌카보네이트(VC), 디에틸카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트(DMC), 에틸메틸카보네이트(EMC), 메틸포르메이트(MF), 감마-부티로락톤(γ-BL;butyrolactone), 설포레인(sulfolane), 메틸아세테이트(MA; methylacetate), 및 메틸프로피오네이트(MP; methylpropionate)로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 전해액.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 c)의 첨가제 함량이 0.5 내지 10 부피%인 전해액.
  6. 리튬의 가역적인 저장 및 방출이 가능한 흑연화 탄소를 부극 활물질로 포함하는 부극, 리튬의 가역적인 저장 및 방출이 가능한 리튬 함유 전이 금속 산화물을 정극 활물질로 포함하는 정극, 다공성의 분리막, 및 전해액을 포함하는 리튬이온 전지에 있어서,
    상기 전해액이
    a) 리튬 염;
    b) 비수 전해액; 및
    c) 하기 화학식 1로 나타내는 첨가제
    [화학식 1]
    (상기 식에서, R은 메틸 또는 에틸)
    를 포함하는 전해액인 리튬이온 전지.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 a)의 리튬 염이 LiClO4, LiCF3SO3, LiPF6, LiBF4, LiAsF6, 및 LiN(CF3SO2)2로 이루어진 군으로부터 선택되는 리튬이온 전지.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 b)의 비수 전해액이 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 부틸렌카보네이트(BC), 비닐렌카보네이트(VC), 디에틸카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트(DMC), 에틸메틸카보네이트(EMC), 메틸포르메이트(MF), 감마-부티로락톤(γ-BL;butyrolactone), 설포레인(sulfolane), 메틸아세테이트(MA; methylacetate), 및 메틸프로피오네이트(MP; methylpropionate)로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 리튬이온 전지.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 c)의 첨가제 함량이 0.5 내지 10 부피%인 리튬이온 전지.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 흑연화 탄소는 엑스선 회절법으로 측정된 탄소질 재료의 결정면 거리 상수 d002 값이 0.338 나노미터 이하이며, BET 법으로 측정된 비표면적이 10 ㎡/g 이하인 리튬이온 전지.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 리튬 함유 전이 금속 산화물이 LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4, 및 LiNi1-XCoXO2(여기에서, 0∠x1)로 이루어진 군으로부터 선택되는 리튬이온 전지.
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