KR20020088048A - 리튬 2차전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리튬 2차전지의 충전 목표(end) 전압보다 높은 전압에서 산화되는 화합물 및 상기 충전 목표 전압보다 낮은 전압에서 반응을 억제하는 화합물을 포함하는 비수전해액을 포함하는 리튬 2차전지를 제공한다.

Description

리튬 2차전지{LITHIUM SECONDARY BATTERY}
본 발명은 리튬 2차전지, 특히, 과충전성이 개선된 리튬 2차전지 및 리튬 2차전지를 사용하는 전기용품에 관한 것이다.
휴대용 전기 기계 또는 용품의 급속한 확산으로 인해 이들의 전원 공급원으로서 더 작고 더 가벼운 전지에 대한 요구가 생겨났다. 이러한 요구를 충족시키는 1차전지는 주로 크기가 작고 무게가 가벼우면서도 고용량을 가진 리튬 금속의 애노드를 가진 리튬 1차전지이다. 불행하게도, 이것들은 충전해서 반복하여 사용할 수 없으므로, 사용에 한계가 있다. 납전지, 니켈-카드뮴전지, 및 니켈-수소전지와 같은 2차전지는 반복적으로 사용할 수 있지만 이들은 수성전해액에 의존하기 때문에 작동 전압이 낮다. 따라서, 이것들은 고용량, 소형 및 경량을 필요로 하는 용도에는 적합하지 않다.
고용량, 소형 및 경량인 2차전지에 대한 요구는 실용 리튬 이온 전지의 개발로 충족되어 왔다. 이것은 캠코더, 디지털 카메라, 휴대전화, 및 노트북 컴퓨터와같은 휴대용 전기 및 통신 기기 및 장비에 널리 사용되고 있다. 또한, 하이브리드자동차 및 순수전기자동차의 동력 공급원으로서도 쓰인다.
리튬 이온 전지는 리튬 이온을 흡장 및 방출할 수 있는 물질로 제조된 이의 애노드 및 캐소드가 특징이다. 대체로, 이것은 리튬 금속을 전착할 필요없이 작동한다. 이것의 애노드 및 캐소드는 리튬 이온을 흡장 및 방출할 수 있는 다양한 물질로 제조될 수 있다. 이들의 조합으로 원하는 전지용량 및 작동전압을 설계할 수 있다. 예를 들어, 캐소드는 실제로 탄소질 물질로 제조된다. IVA족 원소 또는 이의 산화물, 리튬-전이금속 조성 질화물, 또는 폴리아세틸렌과 같은 유기 화합물로 제조될 것으로 예상된다. 애노드는 실제로 LiMn2O4또는 LiCoO2로 제조되고, 개발 단계 하에서는 LiNiO2, LiFeO2, 또는 LiMnO2로 제조될 것이다. 상기 애노드 활성물질 및 캐소드용 탄소질 물질로부터 형성된 리튬 이온 전지는 하기 메커니즘으로 충전된다. 애노드는 유기용매 및 그 속에 용해된 리튬염(전해질로서)으로 구성된 전해액에 리튬을 용해시킨다. (미세 다공 격리판에 의해 애노드로부터 분리된) 캐소드는 탄소질 물질로 하여금 리튬 이온을 전해액으로부터 (삽입에 의해)흡장하게 한다. 반대 과정으로 방전이 진행되어 전자들을 외부 회로로 전달한다.
상기 리튬 이온 전지는 어느쪽이 더 작든지 애노드에서 리튬의 양 또는 리튬 이온을 흡장하는 캐소드의 용량에 의해 결정되는 소정의 전지용량을 가진다. 이 전지용량의 과량 충전을 과충전이라 한다. 과충전 상태에서, 애노드는 유지해야하는 것보다 더 많은 리튬을 방출하여 활성물질을 분해하고, 캐소드는 과량의 리튬이온을 수용하여 리튬 금속을 분리해낸다(수지형 결정이라 불리는 현상). 이로써, 전지의 전압 및 온도가 증가한다. 따라서, 리튬 전지의 과충전은 전지 안전성에 문제를 일으킨다.
이 문제를 해결하기 위해, 과충전이 발생했을 때 전해액이 전류를 소비하게 하여 과충전을 억제하는 방법이 제안되어 왔다. 예를 들면, 일본 특허 공개 제338347/1994호, 제302614/1995호, 제106835/1997호, 제17447/1994호, 제50822/1997호, 및 제162512/1999호를 참조한다. 제안된 방법은 충전시 애노드 포텐셜(일반적으로 4.1-4.3V)보다 높은 산화 포텐셜을 가진 방향족 화합물과 전해액을 혼합하는 단계로 구성된다. 그 목적은 방향족 화합물을 산화반응시켜, 과충전 전류를 소비하고, 과충전으로 인한 반응을 억제함으로써 달성된다. 이 작용으로 방향족 화합물의 π전자 결합 시스템의 산화환원 반응이 일어난다.
상기 방향족 화합물은 과충전을 억제하는 우수한 효과를 주지만, 전지의 주기 특성 및 저장성을 떨어뜨리는 단점이 있다.
이 문제를 해결하기 위해, 일본 특허 공개 제156243/2000호, 제58112/2000호, 제58113/2000호, 제58114/2000호, 제58116/2000호, 및 제58117/2000호에 개시된 바와 같은 신규한 화합물이 제안되어 왔다. 제안된 화합물은 우수한 효과를 제공하지만, 분자 내에 다수의 페닐기를 함유하여, 고분자량을 가지는 단점이 있다. 화합물의 용해도가 낮고(따라서, 전해액에 첨가될 수 있는 양이 제한됨), (과충전을 억제하기 위한) 연장된 π 전자결합 시스템을 가져, 각 메틸기에 의한 과충전 전류의 소비가 낮고, 단위첨가량당 효과가 나쁜 단점이 있다.
본 발명의 목적은 고용해성 및 저분자량을 가진 화합물을 가진 전해질을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 과충전을 효과적으로 억제하고, 저장성에 부작용이 없는 전해액으로 인해 개선된 안전성을 가지는 리튬 전지를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 본 발명의 리튬 2차전지를 사용하는 전기용품을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에서의 원통형 리튬 2차전지의 단면도.
본 발명에 따르면, 리튬 2차전지의 비수전해액이 리튬 2차전지의 충전 목표 전압보다 높은 전압에서 산화되는 화합물 및 상기 충전 목표 전압보다 낮은 전압에서 반응을 억제하는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지에 의해 상기 목적이 달성된다.
본 발명의 리튬 2차전지는 (방전상태에서) 전압 V1이 1.2V에 도달할 때까지 정전류로 충전될 때 충전용량 C1을 가지고, (V1보다 높은 전압에서) 더 이상 충전될 수 없을 때까지 더 충전될 때 충전용량 C2를 가지고, C1/C2의 비율(ξ)이 0.7보다 작은 것을 특징으로 한다.
본 발명의 리튬 2차전지는 하기 화학식 1로 표시되는 플루오르화 용매:
및 과충전 억제 물질로서 하기 화학식 2로 표시되는 방향족 화합물:
을 함유하는 전해액 때문에 우수한 성능을 얻는다.
하기 화학식 3으로 표시되는 과충전 억제 물질:
은 더 우수한 효과를 준다.
전해액에 혼합되는 화학식 1로 표시되는 플루오르화 용매의 예로는 하기 화합물들을 들 수 있다.
2,2,2-트리플루오로메틸 에틸 에테르,
2,2,2-트리플루오로에틸 디플루오로메틸 에테르,
2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필 메틸 에테르,
2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필 디플루오로메틸 에테르,
2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필 1,1,2,2-테트라플루오로에틸 에테르,
1,1,2,2-테트라플루오로에틸 메틸 에테르,
1,1,2,2-테트라플루오로에틸 에틸 에테르,
1,1,2,2-테트라플루오로에틸 1,1,2,2-트리플루오로에틸 에테르,
2,2,3,3,3-테트라플루오로프로필 디플루오로메틸 에테르,
1,1,2,2-테트라플루오로에틸 2,2,3,3-트리플루오로에틸 에테르,
헥사플루오로이소프로필 메틸 에테르,
1,1,3,3,3-펜타플루오로-2-트리플루오로메틸프로필 메틸 에테르,
1,1,2,3,3,3-헥사플루오로프로필 메틸 에테르,
1,1,2,3,3,3-헥사플루오로프로필 에틸 에테르,
2,2,3,4,4,4-헥사플루오로부틸 디플루오로메틸 에테르,
메틸 퍼플루오로프로피오네이트,
메틸 퍼플루오로부티레이트,
에틸 퍼플루오로부티레이트,
메틸 퍼플루오로옥타네이트,
에틸 퍼플루오로옥타네이트,
에틸 디플루오로아세테이트,
에틸 5H-옥타플루오로펜타논에이트,
에틸 7H-데카플루오로헵타논에이트,
에틸 9H-데카플루오로나노에이트,
메틸 2-트리플루오로메틸-3,3,3-트리플루오로프로피오네이트,
메틸 나노플루오로부틸 에테르,
에틸 나노플루오로부틸 에테르,
프로필 나노플루오로부틸 에테르, 및
부틸 나노플루오로부틸 에테르.
플루오르화 용매 이외의 용매로는 하기 화합물이 포함된다.
고리 또는 사슬 에스테르(에틸렌 카보네이트, 플루오로프로필렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트, 클로로에틸렌 카보네이트, 플루오로에틸렌 카보네이트, 디플루오로에틸렌 카보네이트, 트리플루오로메틸프로필렌 카보네이트, 비닐렌 카보네이트, 디메틸비닐렌 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 디페닐 카보네이트, 1,3-프로필렌 카보네이트, 및 2,2-디메틸-1,3-프로필렌 카보네이트 등); 고리 또는 사슬 에테르(디메톡시 메탄, 1,2-디메톡시에탄, 디글림, 트리글림, 1,3-디옥솔란, 테트라하이드로퓨란, 및 2-메틸테트라하이드로퓨란 등); γ-부티로락톤, 설포란, 메틸 프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, 에틸렌 설파이드, 디메틸설폭사이드, 에틸메틸설폭사이드, 디에틸설폭사이드, 메틸프로필설폭사이드, 및 에틸프로필설폭사이드. 이들은 단독으로 또는 서로 조합하여 사용될 수 있다.
리튬 전지의 전해액은 지지 전해질로서 리튬염을 함유한다.
지지 전해질의 예로는 LiPF6, LiBF4, LiClO4, LiSO3CF3, LiN(SO2CF3), LiN(SO2CF2CF3), LiC(SO2CF2CF3)3, LiC(SO2CF3)3, LiI, LiCl, LiF, LiPF5(SO2CF3), 및 LiPF4(SO2CF3)2를 들 수 있다.
이들은 단독으로 또는 서로 조합하여 사용될 수 있다.
화학식 2 또는 3으로 표시된 과충전 억제 화합물의 예로는 하기 화합물이 포함된다.
4-바이페닐 아세테이트, 페닐 프로피오네이트, 4-바이페닐 벤조에이트, 4-바이페닐벤질 카복실레이트, 2-바이페닐 프로피오네이트, 1,4-디페녹시벤젠, 1,3-디페녹시벤젠, 디페닐 에테르, 3-페녹시톨루엔, 아니솔, 2-클로로아니솔, 3-클로로아니솔, 4-플루오로아니솔, 4-클로로아니솔, 4-브로모아니솔, 2,4-디플루오로아니솔, 3,5-디플루오로아니솔, 2,4-디클로로아니솔, 2,4-디브로모아니솔, 에톡시벤젠, 2,4-디플루오로에톡시벤젠, 2,4-디플루오로프로폭시벤젠, 2,5-디플루오로아니솔, 2,6-디플루오로아니솔, 3,4-디플루오로아니솔, 3,5-플루오로아니솔, 1,2-디메톡시벤젠, 1,2-디메톡시-4-플루오로벤젠, 1,2-디메톡시-4-클로로벤젠, 1,2-디메톡시-4-브로모벤젠, 1,3-디메톡시-5-브로모벤젠, 2,4-디클로로톨루엔, 2-클로로자일렌, 4-클로로-o-자일렌, 및 4-브로모-m-자일렌. 다른 예로는 페닐트리메틸실란, 벤질트리메틸실란, 디페닐메틸실란, 디페닐디메톡시실란, 디페닐실란, 4-메톡시페닐메틸실란, 및 트리페닐실란을 들 수 있다.
리튬 2차전지의 캐소드는 리튬 금속, 리튬-알루미늄 합금, 천연 또는 인공그래파이트, 비정질 탄소, 리튬과 합금될 수 있는 물질(규소, 게르마늄, 및 알루미늄)과 탄소의 조성 물질, 또는 산화규소 또는 산화주석 또는 이들과 탄소의 조성 물질로부터 형성될 수 있다.
리튬 2차전지의 애노드는 임의의 하기 물질로부터 형성될 수 있다. 코발트, 니켈, 또는 철과 리튬의 산화조성물; 전이금속, 규소, 게르마늄, 알루미늄, 망간, 또는 마그네슘과 결합된 물질; 리튬 망가네이트 또는 이것과 리튬, 전이금속, 규소, 게르마늄, 알루미늄, 망간, 또는 마그네슘과의 혼합물; 또는 결정이 부분적으로 상기 어떤 물질로 대체된 물질.
리튬 2차전지의 격리판은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 비닐렌 코폴리머, 및 폴리부틸렌과 같은 폴리머 물질의 미세 다공막으로부터 형성될 수 있다. 다공막은 이중층 또는 삼중층 적층체 형태로 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예는 도면과 관련하여 하기에 설명될 것이다. 다른 실시형태들이 사용될 수 있고, 본 발명의 정신 또는 범위를 벗어나지 않으면서 구조적 또는 논리적으로 변화될 수 있다. 유사한 사항들은 도면 전체에 유사한 참조번호로 표시된다. 본 발명은 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아닌 하기 실시예들을 참조로 더 상세히 설명된다.
(비교예 1)
이 비교예는 과충전 특성 및 저장성을 평가하기 위한 것이다. 도 1에 나타낸 바와 같이 구성된 원통형 리튬 2차전지는 하기 방법으로 제조되었다. 캐소드 활성물질을 위해서, 인공 그래파이트(메조상 마이크로비즈) 및 결합제로서 PVDF를91:1의 중량비로 하여 혼합물을 제조하였다. 이 혼합물을 용매로서 N-메틸피롤리돈(이하 줄여서 NMP)에 용해시켜 페이스트를 만들었다. 이 페이스트를 캐소드 집전장치(1)로서 구리 호일의 양쪽에 적용하였다. 이 코팅을 건조시키고, 가열하여 압착시키고, 진공건조시켰다. 이런 식으로 캐소드 집전장치(1)의 양쪽에 캐소드층(2)을 형성하였다. 따라서 캐소드를 얻었다. 애노드 활성물질을 위해서는, 리튬 코발타이트, 도전재로서 그래파이트, 및 결합제로서 PVDF를 85:7:8의 중량비로하여 혼합물을 제조하였다. 이 혼합물을 용매로서 NMP에 용해시켜 페이스트를 만들었다. 이 페이스트를 애노드 집전장치(3)으로서 알루미늄 호일의 양쪽에 적용하였다. 이 코팅을 건조시키고, 가열하여 압착시키고, 진공건조시켰다. 이런 식으로 애노드 집전장치(3)의 양쪽에 애노드층(4)를 형성하였다. 따라서 애노드를 얻었다. 캐소드 납(5) 및 애노드 납(6)(둘다 니켈 호일로 제조)을 각각 캐소드 및 애노드의 코팅되지 않은 부분에 전기 용접으로 부착시켰다. 캐소드 및 애노드를 그들 사이에 삽입한 격리판(7)과 함께 감아올렸다. 가장 바깥쪽의 격리판을 테이프로 고정시켰다. 따라서 얻어진 전극 그룹을 캐소드 납(5)이 캔의 바닥에 접촉하는 방식으로 그들 사이에 폴리프로필렌 절연체(8)를 두면서 스테인레스강 전지캔(10)에 삽입하였다. 캐소드 회로를 형성시키기 위해 전기 용접으로 캐소드 납(5)을 전지캔(10)에 연결하였다. 애노드 납(6)을 전기 용접하여 애노드 캡(12)에 연결하고, 그들 사이에 애노드 절연체(9)를 삽입하였다. 전해액을 위해서는, 에틸렌 카보네이트(EC) 및 디메틸 카보네이트(DMC)를 1:2의 부피비로 하여 혼합 용매를 제조하였다. 이 용매에 1M(mol/dm-3)의 LiPF6를 용해시켰다. (전해액의 조성은 이하 "1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2)"라 함) 따라서 얻어진 전해액(약 4ml)을 입구를 통해 전지 캔(10)에 부었다. 캐소드 캔(10)을 기계적으로 (가스킷(11)으로) 애노드 캡(12)과 크림프하였다. 이로써 비교예 1의 원통형 리튬 2차전지(코발트계 전지)를 얻었다. 또한, 애노드 캡(12)에는 열-민감성 저항 요소 PTC(포지티브 온도 계수, 약 80℃에서 저항 트립 온도) 및 알루미늄 호일 회로로 구성된 압력 스위치 CID(약 100kPa에서 회로를 여는 전류 단속 장치)인 안전 장치가 장착되어 있다.
따라서 얻어진 전지를 정전류 1A 및 정전압 4.2V에서 충전 목표 전류 20mA로 충전하였다. 그리고 나서, 전지를 방전 전류 1A에서 방전 목표 전압 3V로 방전하였다. 즉, V1은 4.2V이었고, 방전 전압은 3V이었다. 충-방전 사이클을 두번 반복하였다. 그리고 나서, 전지를 1A의 전류에서 4.2V까지 충전하였다. 안전 장치의 작동으로 충전이 단속될 때까지 1A에서 전지를 더 충전(과충전)하였다. 전지는 4.2V로 충전될 때 1380mAh의 충전용량 C1을 가지고, 안전장치에 의해 충전이 단속될 때까지 과충전될 때 1300mAh의 과충전용량 C2를 가진다는 것을 알았다. 따라서, 하기 수학식 1로 정의된 전지의 안전효과(ξ)는 0.94이었다.
안전효과(ξ) =
(과충전효과 C2)/(초기 방전용량 C1)
안전효과의 값이 더 작다는 것은 전지가 과충전 가능성이 적어 안전하다는 것을 의미한다.
초기 방전용량 S1를 평가하기 위해서, 상기와 동일한 방식으로 제조한 전지를 1A에서 4.2V까지 충전하고, 상기와 동일한 조건하에서 실온에서 방전하였다. 전지를 동일한 조건 하에서 다시 충전하였다. 충전된 전지를 60℃에서 10일 동안 유지하였다. 실온으로 냉각시킨 후, 전지를 1A에서 방전시켰다. 전지를 다시 충전 및 방전시키고, 회복된 용량을 측정하였다. 저장 후 용량은 S2로 나타내었다. 저장성은 하기 수학식 2에 따라 평가하였다.
저장성(%) =
(저장후 회복 방전용량 S2)/(초기 방전용량 S1) ×100
비교예 1에서 전지의 저장성은 93%이었다. 이 값이 클수록, 전지의 저장성은 우수하다.
(비교예 2)
전해액(1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2))이 그 속에 용해된 0.1M의 아니솔(이하 줄여서 "An")을 포함하는 것을 제외하고는 비교예 1에서와 동일한 방법으로 코발트계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 과충전용량은 1120mAh이었고, 안전효과(ξ)는 0.81이었다. 그러나, 비교예 1의 전지의 저장성보다 낮은 72%의 저장성을 가졌다.
(실시예 1)
1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2), 플루오르화 용매로서 5 부피%의 메틸 퍼플루오로부티레이트(이하 줄여서 "HFE1"), 및 0.1M의 An으로부터 전해액을 제조하였다. 이 전해액을 사용하여 비교예 1에서와 같이 동일한 코발트계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량(4.2V까지)은 1395mAh이었지만, 과충전용량은 870mAh이었다. 따라서, 전지의 안전효과(ξ)는 0.62이었다. 이 결과로부터 전해액에 특정 플루오르화 용매(HFE1)를 함유하는 전지의 과충전 전류용량은 과충전 억제제로서 An이 공통적으로 사용되더라도 비교예 1 및 2의 경우보다 더 많이 감소한다는 것을 알 수 있다. 또한, 이 실시예에서 전지의 저장성은 82%이었고, 이것은 비교예 2에서보다 10% 높은 것이다.
(실시예 2)
LiPF6EC/DMC(부피로 1/2), 플루오르화 용매로서 5 부피%의 2,2,3,3,3-테트라플루오로프로필 디플루오로메틸 에테르(이하 줄여서 "HFE2"), 및 0.1M의 An으로부터 전해액을 제조하였다. 이 전해액을 사용하여 비교예 1에서와 동일한 코발트계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량(4.2V까지)은 1410mAh이었지만, 과충전용량이 820mAh이었다. 따라서, 전지의 안전효과(ξ)는 0.58(실시예 1보다 우수)이었다. 이 결과로부터, 전해액에 첨가된 에테르 구조의 플루오르화 용매는 과충전 억제 효과를 더 개선한다는 것을 알 수 있다. 또한, 이 실시예에서 전지의 저장성은 86%이었고, 이는 실시예 1에서보다 4% 높은 것이다. 이는 에테르 구조의플루오르화 용매가 저장성에 기여한다는 것을 나타낸다.
(실시예 3)
1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2), 플루오르화 용매로서 5 부피%의 나노플루오로부틸 메틸 에테르(이하 줄여서 "HFE3"), 0.1M의 An으로부터 전해액을 제조하였다. 이 전해액을 사용하여 비교예 1에서와 동일한 코발트계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량(4.2V까지)은 1390mAh이었지만, 과충전용량은 810mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 0.58이었다. 이 결과로부터, 에테르 구조의 플루오르화 용매는 과충전 억제 효과를 준다는 것을 알 수 있다. 또한, 이 실시예의 전지의 저장성은 실시예 1에서보다 2% 높은 88%이었다. 이는 나노플루오로부틸 메틸 에테르가 저장성을 크게 개선한다는 것을 나타낸다.
(비교예 3)
애노드 활성물질은 리튬 망가네이트이고, 캐소드 활성물질은 비정질 탄소(Kureha Chemical Industry 사제 PIC)인 것을 제외하고는, 1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2)을 그대로 전해액으로 사용하여, 비교예 1에서와 동일한 방법으로 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지는 비교예 1에서와 동일한 조건(V1= 4.2 V) 하에서 충전하여 용량을 측정하였다. 4.2 V 및 그 이상에서 이 전지의 충전용량은 920 mAh이었고, 과충전용량은 850 mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 0.94이었고, 이 전지의 저장성은 94%이었다.
(비교예 4)
전해액을 1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2) 및 그 속에 용해된 0.1M An으로 구성된 전해액으로 대체한 것을 제외하고는 비교예 3과 동일한 방식으로 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 910 mAh(4.2 V까지)이었고, 과충전용량은 720 mAh이었다. 따라서, 전지의 안전효과(ξ)는 0.79이었고, 이는 이 전지가 비교예 3의 전지의 경우보다 더 우수한 안전성을 가진다는 것을 의미한다. 그러나, 전지의 저장성은 비교예 3의 전지의 경우보다 낮은 67%이었다.
(실시예 4)
1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2), 0.1M An, 및 5 부피% HFE1으로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 920 mAh(4.2 V까지)이었고, 과충전용량은 640 mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 0.70이었고, 이것은 비교예 4의 전지보다 더 우수한 안전성을 가진다는 것을 의미한다. 또한, 이 전지의 저장성은 비교예 4의 전지의 경우보다 더 우수한 72%이었다. 이는 망간계 전지의 경우에도 과충전 억제제(An)가 저장성을 저하시키는 것을 플루오르화 용매가 방지한다는 것을 나타낸다.
(실시예 5)
1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2), 0.1M An, 및 5 부피% HFE2로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 930 mAh(4.2 V까지)이었고, 과충전용량은 590 mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 0.63이었고, 이것은 실시예 4의 전지보다 더 우수한 안전성을 가진다는 것을 의미한다.또한, 이 전지의 저장성은 실시예 4의 전지의 경우보다 더 우수한 81%이었다. 이는 망간계 전지의 경우에도 과충전 억제제(An)가 저장성을 저하시키는 것을 에테르 구조의 플루오르화 용매가 방지한다는 것을 나타낸다.
실시예 6
1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2), 0.1M의 4-바이페닐 벤조에이트(이하 줄여서 "Bph"), 및 5 부피% HFE2로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 910 mAh(4.2 V까지)이었고, 과충전용량은 550 mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 0.60이었고, 이것은 이 전지가 실시예 4의 전지보다 더 우수한 안전성을 가진다는 것을 의미한다. 또한, 이 전지의 저장성은 83%이었다. 이는 비교예 4의 전지와는 달리 Bph가 저장성을 크게 감소시키지 않는다는 것을 나타낸다.
(실시예 7)
1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2), 0.1M의 1,2-디메톡시벤젠(이하 줄여서 "VL"), 및 5 부피% HFE2로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 910 mAh(4.2 V까지)이었고, 과충전용량은 580 mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 0.64이었고, 이것은 이 전지가 실시예 4의 경우보다 더 우수한 안전성을 가진다는 것을 의미한다. 또한, 이 전지의 저장성은 81%이었다. 이는 비교예 4의 전지와는 달리 VL이 저장성을 크게 감소시키지 않는다는 것을 나타낸다.
(실시예 8)
1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2), 0.1M의 4-플루오로아니솔(이하 줄여서 "FAn"), 및 5 부피% HFE2로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 920 mAh(4.2 V까지)이었고, 과충전용량은 530 mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 0.58이었고, 이는 이 전지가 실시예 4의 전지보다 더 우수한 안전성을 가진다는 것을 의미한다. 또한, 이 전지의 저장성은 83%이었다. 이는 FAn이 비교예 4의 전지와는 달리 저장성을 크게 감소시키지 않는다는 것을 나타낸다.
(실시예 9)
1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2), 0.1M의 2,5-디페닐아니솔(이하 줄여서 "DFAn"), 및 5 부피% HFE2로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 910 mAh(4.2 V까지)이었고, 과충전용량은 510 mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 0.56이었고, 이는 이 전지가 실시예 4의 경우보다 더 우수한 안전성을 가진다는 것을 의미한다. 또한, 이 전지의 저장성은 81%이었다. 이는 비교예 4의 전지와는 달리 DFAn이 저장성을 크게 감소시키지 않는다는 것을 나타낸다.
(실시예 10)
1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2), 0.1M의 4-바이페닐아세테이트(이하 줄여서 "BphA"), 및 5 부피% HFE2로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다.생성된 전지의 충전용량은 900 mAh(4.2 V까지)이었고, 과충전용량은 510 mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 0.57이었고, 이는 이 전지가 실시예 4의 경우보다 더 우수한 안전성을 가진다는 것을 의미한다. 또한, 이 전지의 저장성은 83%이었다. 이는 비교예 4의 전지와는 달리 BphA가 저장성을 크게 감소시키지 않는다는 것을 나타낸다.
(실시예 11)
1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2), 0.1M의 페닐 프로피오네이트(이하 줄여서 "PhP"), 및 5 부피% HFE2로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 900 mAh(4.2 V까지)이었고, 과충전용량은 520 mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 0.58이었고, 이는 이 전지가 실시예 4의 경우보다 더 우수한 안전성을 가진다는 것을 의미한다. 또한, 이 전지의 저장성은 82%이었다. 이는 비교예 4의 전지와는 달리 PhP가 저장성을 크게 감소시키지 않는다는 것을 제안한다.
(실시예 12)
1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2), 0.1M의 에톡시벤젠(이하 줄여서 "EtOB"), 및 5 부피% HFE2로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 910 mAh(4.2 V까지)이었고, 과충전용량은 570 mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 0.63이었고, 이는 이 전지가 실시예 4의 경우보다 더 우수한 안전성을 가진다는 것을 의미한다. 또한, 이 전지의 저장성은 81%이었다. 이는 비교예 4의 전지와는 달리 EtOB가 저장성을 크게 감소시키지 않는다는 것을 제안한다.
(실시예 13)
1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2), 0.1M의 4-브로모아니솔(이하 줄여서 "BrAn"), 및 5 부피% HFE2로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 920 mAh(4.2 V까지)이었고, 과충전용량은 560 mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 0.61이었고, 이는 이 전지가 실시예 4의 경우보다 더 우수한 안전성을 가진다는 것을 의미한다. 또한, 이 전지의 저장성은 81%이었다. 이는 비교예 4의 전지와는 달리 BrAn이 저장성을 크게 감소시키지 않는다는 것을 제안한다.
상기 결과들은 표 1에 요약하였다. 상기한 바와 같이, 방향족 화합물 및 플루오르화 용매의 조합은 코발트/그래파이트 탄소 전지 및 망간/비정질 탄소 전지에서 모두 과충전을 억제하고, 저장하는 동안에만 용량이 약간 감소한다. 또한, 과충전 억제제로 알려진 방향족 화합물은 플루오르화 용매와 조합하여 사용하는 경우 증진된 효과를 나타낸다.
(실시예 14)
1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2), 0.1M의 An, 및 5 부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 920 mAh(4.2 V까지)이었고, 과충전용량은 560 mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 0.61이었고, 이는 플루오르화 용매로서 HFE3 덕분에 플루오르화 용매로서 HFE1 또는 HFE2를 사용한 실시예 4 및 5에서보다 더 우수한 안전성을 가진다는 것을 의미한다. 또한, 이 전지의 저장성은 85%이었다. 따라서, 이 실시예에서 전지는 실시예 4 및 5에서보다 더 개선되었다. 이는 플루오르화 용매를 적절히선택하면 안전성 및 저장성이 개선된다는 것을 나타낸다.
(실시예 15)
1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2), 0.1M의 PhP, 및 5 부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 900 mAh(4.2 V까지)이었고, 과충전용량은 520 mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 0.58이었다. 이는 실시예 12와 같이 플루오르화 용매로서 HFE2와 조합되어 사용되는 경우보다 플루오르화 용매로서 HFE3와 조합되어 사용되는 경우, 과충전 억제제로서의 PhP가 전지 안전성에 더 많이 기여한다는 것을 나타낸다. 또한, 이 실시예에서 전지의 저장성은 실시예 11에서보다 훨씬 더 우수한 85%이었다. 따라서, 이 실시예에서 HFE3는 과충전 억제제의 종류가 변해도 우수한 효과를 나타낸다는 것을 확인할 수 있다.
(실시예 16)
1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2), 0.1M의 EtOB, 및 5 부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 910 mAh(4.2 V까지)이었고, 과충전용량은 570 mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 0.63이었다. 이는 실시예 12와 같이 플루오르화 용매로서 HFE2와 조합되어 사용되는 경우보다 플루오르화 용매로서 HFE3와 조합되어 사용되는 경우, 과충전 억제제로서의 EtOB가 전지 안전성에 더 많이 기여한다는 것을 나타낸다. 또한, 이 실시예에서 전지의 저장성은 실시예 12에서보다 훨씬 더 우수한 86%이었다. 따라서, 이 실시예에서 HFE3는 과충전 억제제의 종류가 변해도 우수한 효과를 나타낸다는 것을 확인할 수 있다.
하기 실시예들은 전지 안전성 및 저장성이 전해액의 주용매 및 전해질의 종류에 따라 어떻게 다른지를 설명한다.
(실시예 17)
이 실시예에서, DMC를 에틸 메틸 카보네이트(이하 줄여서 "EMC")로 대체하였다. 1M LiPF6EC/EMC(부피로 1/2), 0.1M의 An, 및 5 부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 920 mAh(4.2 V까지)이었고, 과충전용량은 560 mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 용매로서 DMC를 사용한 실시예 14의 전지의 안전효과와 동일한 0.60이었다. 이 전지의 저장성은 용매로 DMC를 사용한 전지의 저장성과 동일한 85%이었다. 이는 안전성 및 저장성에 있어서 EMC가 DMC만큼 효과적이라는 것을 나타낸다.
(실시예 18)
이 실시예에서는, DMC를 디에틸 카보네이트(이하 줄여서, "DEC")로 대체하였다. 1M LiPF6EC/DEC(부피로 1/2), 0.1M의 An, 및 5 부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 900 mAh(4.2 V까지)이었고, 과충전용량은 520 mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 용매로서 EMC를 사용한 실시예 17의 안전효과와 동일한 0.58이었다. 이 전지의 저장성은 용매로서 DMC 또는 EMC를 사용한 전지의 저장성보다 약간 열등하지만, 실시예 5의 전지의 저장성보다는 우수한 84%이었다. 이는 전지의 성능은 전해액의 용매에 거의 의존하지 않는다는 것을 나타낸다.
(실시예 19)
1M LiPF6PC(프로필렌 카보네이트), 0.1M의 An, 및 0.5 부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 890 mAh(4.2 V)이었고, 과충전용량은 490 mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 0.55이었다. 이는 전해액으로서 단독으로 사용된 PC가 실시예 14에서 사용된 1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2)보다 더 우수한 결과를 나타낸다는 것을 보여준다. 이 전지의 저장성은 실시예 14의 전지의 저장성보다 더 우수한 86%이었다.
(실시예 20)
1M LiPF6GBL(γ-부티로락톤), 0.1M의 An, 및 0.5 부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 870 mAh(4.2 V까지)이었고, 과충전용량은 490 mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 0.55이었다. 이는 이 실시예에서 전해액으로서 GBL을 단독으로 사용한 전지는 실시예 14의 전지보다 더 우수하다는 것을 나타낸다. 이 전지의 저장성은 실시예 14의 전지의 경우보다 더 우수한 88%이었다.
(실시예 21)
이 실시예에서는, 리튬염을 LiBF4로 대체하였다. 1M LiBF4PC, 0.1M의 An,및 0.5 부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 890 mAh(4.2 V까지)이었고, 과충전용량은 480 mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 실시예 19의 전지의 경우보다 더 우수한 0.54이었다. 이 전지의 저장성은 실시예 19의 전지의 저장성보다 더 우수한 87%이었다. 이는 PC만으로 구성된 용매의 경우, LiBF4를 함유하는 전해액이 LiPF6를 함유하는 전해액보다 우수하다는 것을 나타낸다.
(실시예 22)
1M LiBF4GBL, 0.1M의 An, 및 0.5 부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 890 mAh(4.2 V까지)이었고, 과충전용량은 480 mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 실시예 19의 전지의 경우보다 더 우수한 0.54이었다. 이 전지의 저장성은 실시예 19의 전지의 경우보다 더 우수한 87%이었다. 이는 PC만으로 구성된 용매의 경우, LiBF4를 함유하는 전해액이 LiPF6를 함유하는 전해액보다 우수하다는 것을 나타낸다.
(실시예 23)
1M LiBF4EC/GBL/PC(부피로 1/1/1), 0.1M의 An, 및 0.5 부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 910 mAh(4.2 V까지)이었고, 과충전용량은 480 mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 실시예 22의 전지의 경우보다 더 우수한 0.53이었다. 이 전지의 저장성은 실시예 22의 전지의 경우보다 더 우수한 89%이었다. 이는 전해액을 위한 3성분 용매도 안전성 및 저장성을 개선한다는 것을 나타낸다.
(실시예 24)
BGL에 용해된 0.8M LiN(SO2CF2CF3)(이하 줄여서 "LiBETI") 및 0.2M LiBF4, 0.1M의 An, 및 0.5 부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 930 mAh(4.2 V까지)이었고, 과충전용량은 490 mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 실시예 23의 전지의 안전효과보다 더 우수한 0.53이었다. 이 전지의 저장성은 87%이었다.
(실시예 25)
BGL에 용해된 0.2M LiPF6및 0.8M LiBF4, 0.1M의 An, 및 0.5 부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 940 mAh(4.2 V까지)이었고, 과충전용량은 490 mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 실시예 23의 전지의 경우보다 더 우수한 0.52이었다. 이 전지의 저장성은 88%이었다. 이는 리튬염의 혼합물이 안전성 및 저장성을 개선시키는 효과는 거의 변하지 않지만 충전용량을 증가시키는 경향이 있음을 나타낸다.
상기 결과는 표 2에 요약하였다. 상기한 바와 같이, 플루오르화 용매로서 HFE3는 HFE1 및 HFE2보다 더 많이 전지 안전성 및 저장성을 개선한다. 이는 전해액의 조성이 변해도 마찬가지이다.
(실시예 26)
1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2), 0.1M의 페닐트리메틸실란(이하 줄여서 "PS1"), 및 5 부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 900mAh(4.2V까지)이었고, 과충전용량은 450mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 이전의 실시예들에서 얻은 모든 전지 중에서 가장 우수한 0.50이었다. 이 전지의 저장성은 이전의 실시예에서 얻은 모든 전지 중에서 최고인 91%이었다. 이는 과충전 억제제로 사용된 (실릴기를 가진) 규소 화합물이 전지 안전성 및 저장성을 크게 개선시킨다는 것을 나타낸다.
(실시예 27)
1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2), 0.1M의 디페닐메틸실란(이하 줄여서 "PS2"),및 5 부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 910mAh(4.2V까지)이었고, 과충전용량은 430mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 이전의 실시예들에서 얻은 모든 전지 중에서 가장 우수한 0.47이었다. 이 전지의 저장성은 이전의 실시예에서 얻은 모든 전지 중에서 최고인 92%이었다.
(실시예 28)
1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2), 0.1M의 디페닐실란(이하 줄여서 "PS3"), 및 5 부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 920mAh(4.2V까지)이었고, 과충전용량은 430mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 실시예 27의 전지의 경우와 동일한 0.47이었다. 이 실시예의 전지는 충전용량이 개선되었다. 이 전지의 저장성은 이전의 실시예에서 얻은 모든 전지 중에서 최고인 93%이었다.
(실시예 29)
1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2), 0.1M의 디페닐디메톡시실란(이하 줄여서 "PS4"), 및 5 부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 920mAh(4.2V까지)이었고, 과충전용량은 420mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 이전의 실시예들에서 얻은 모든 전지 중에서 가장 우수한 0.46이었다. 이 전지의 저장성은 실시예 28의 전지의 저장성과 동일한 93%이었다.
(실시예 30)
1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2), 0.1M의 4-메톡시페닐트리메틸실란(이하 줄여서 "PS5"), 및 5 부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 920mAh(4.2V까지)이었고, 과충전용량은 410mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 이전의 실시예들에서 얻은 모든 전지 중에서 가장 우수한 0.465이었다. 이 전지의 저장성은 실시예 28 및 29의 전지의 저장성과 동일한 93%이었다.
(실시예 31)
1M LiBF4EC/DMC(부피로 1/2), 0.1M의 PS5, 및 5 부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 910mAh(4.2V까지)이었고, 과충전용량은 390mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 이전의 실시예들에서 얻은 모든 전지 중에서 가장 우수한 0.43이었다. 이 전지의 저장성은 실시예 28 내지 30의 전지의 저장성과 동일한 93%이었다. 리튬염을 LiBF4로 대체하여도 결과는 그대로였다.
(실시예 32)
0.8M LiPF60.2M LiBETI EC/DMC(부피로 1/2), 0.1M의 PS5, 및 5 부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 920mAh(4.2V까지)이었고, 과충전용량은 410mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 실릴기를 가진 화합물을 사용하는 전지의 경우와 동일한 0.45이었다. 이 전지의 저장성은 비교예 3의 전지의 경우와 동일한 94%이었다.
(실시예 33)
0.8M LiBF40.2M LiBETI EC/DMC(부피로 1/2), 0.1M의 PS5, 및 5 부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 930mAh(4.2V까지)이었고, 과충전용량은 420mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 리튬염의 혼합물을 사용하는 실시예 32의 전지의 안전효과와 동일한 0.45이었다.
(실시예 34)
1M LiBF4PC, 0.1M의 PS5, 및 0.5 부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 900mAh(4.2V까지)이었고, 과충전용량은 430mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 0.48이었고, 저장성은 92%이었다. 이는 단일 용매가 실시예 21의 전지에 비해 전지 안전성 및 저장성을 크게 개선한다는 것을 나타낸다.
(실시예 35)
1M LiBF4GBL, 0.1M의 PS5, 및 0.5 부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 910mAh(4.2V까지)이었고, 과충전용량은 420mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 0.46이었고, 저장성은 92%이었다. 이 실시예의 전지는 실시예 22의 전지보다 안전성 및 저장성이 더 우수하다.
(실시예 36)
1M LiBF4EC/PC(부피로 1/2), 0.1M의 PS5, 및 0.5 부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 910mAh(4.2V까지)이었고, 과충전용량은 400mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 이전의 실시예에서 얻은 모든 전지 중에서 가장 우수한 0.44이었다. 이 전지의 저장성은 93%만큼 높았다.
(실시예 37)
1M LiBF4EC/GBL/PC(1/1/1부피), 0.1M의 PS5, 및 0.5 부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 망간계 전지를 제조하였다. 생성된 전지의 충전용량은 920mAh(4.2V까지)이었고, 과충전용량은 390mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 이전의 실시예에서 얻은 모든 전지 중에서 가장 우수한 0.42이었다. 이 전지의 저장성도 이전의 실시예에서 얻은 모든 전지 중에서 가장 우수한 93%이었다.
상기 결과를 표 3에 요약하였다. 상기한 바와 같이, 과충전 억제제로서의 페닐실란 화합물 및 플루오르화 용매로서의 HFE3는 전해액의 조성이 다른 리튬 2차전지에 대한 안전성 및 저장성을 개선한다.
(비교예 5)
애노드 활성물질이 LiNi0.5Mn1.5O4이고, 캐소드 활성물질이 그래파이트 탄소이고, 전해액이 1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2)인 비교예 4에서와 동일한 형상의 전지를 제조하였다. 이 전지는 이하 "5V-류 Mn-그래파이트 전지"라 부른다. 이 전지는 정전류 및 4.9V의 정전압(V1)의 조건하에서 충전하였다. 이 전지의 평균 방전 전압은 높기 때문에 충전 전압을 4.9V로 설정하였다. 충전말기에서 전류는 20mA이었다. 이 전지를 전압이 3.7V로 감소할 때까지 1A의 정전류로 방전하였다. 이 충전 및 방전 사이클을 두번 반복하고, 충전용량(C1) 및 과충전용량(C2)을 측정하였다.충전용량(C1)은 1100mAh이었고, 과충전용량(C2)는 870mAh이었고, 안전효과(ξ)는 0.79이었다. 저장성은 89%이었다(비교예 4에서와 동일한 조건 하에서 평가).
(실시예 38)
1M LiBF4EC/DMC(부피로 1/2), 0.1M의 An, 및 5부피%의 HFE1으로 구성된 전해액을 함유하는 5V-류 Mn-그래파이트 전지를 제조하였다. 비교예 5에서와 동일한 조건하에서 평가했을 때, 생성된 전지의 충전용량은 1110mAh이었고, 과충전용량은 660mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 비교예 5의 전지의 경우보다 0.19 작은 0.6이었다. 이 전지의 저장성은 82%이었다.
(실시예 39)
1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2), 0.1M의 An, 및 5부피%의 HFE2로 구성된 전해액을 함유하는 5V-류 Mn-그래파이트 전지를 제조하였다. 비교예 5에서와 동일한 조건하에서 평가했을 때, 생성된 전지의 충전용량은 1110mAh이었고, 과충전용량은 650mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 실시예 38의 전지의 경우보다 0.01 작은 0.59이었다. 이 전지의 저장성은 실시예 38의 전지의 저장성보다 1% 높은 83%이었다.
(실시예 40)
1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2), 0.1M의 An, 및 5부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 5V-류 Mn-그래파이트 전지를 제조하였다. 비교예 5에서와 동일한 조건하에서 평가했을 때, 생성된 전지의 충전용량은 1120mAh이었고, 과충전용량은630mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 실시예 39의 전지의 경우보다 0.02 작은 0.57이었다. 이 전지의 저장성은 실시예 39의 전지의 경우보다 2% 높은 85%이었다.
상기한 바와 같이, 플루오르화 용매 및 과충전 억제제를 조합하여 사용하면 5V-류 Mn-그래파이트 전지의 경우에 안전효과를 개선시키고, 저장성이 감소하는 것도 방지할 수 있다. 또한, 에테르형 플루오르화 용매는 5V-류 Mn-그래파이트 전지의 경우에 에스테르형 용매보다 더 효과적이다.
(실시예 41)
1M LiPF6EC/GBL(부피로 1/2), 0.1M의 An, 및 1부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 5V-류 Mn-그래파이트 전지를 제조하였다. 비교예 5에서와 동일한 조건 하에서 평가했을 때, 생성된 전지의 충전용량은 1120mAh이었고, 과충전용량은 580mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 실시예 40의 전지의 경우보다 0.05 작은 0.52이었다. 이 전지의 저장성은 실시예 40의 전지의 경우보다 1% 높은 86%이었다. 이는 전해액용 용매가 DMC에서 GBL로 교체될 때 전지의 안전효과 및 저장성이 개선된다는 것을 나타낸다.
(실시예 42)
1M LiPF6EC/GBL(부피로 1/2), 0.1M의 PS1, 및 1부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 5V-류 Mn-그래파이트 전지를 제조하였다. 비교예 5에서와 동일한 조건 하에서 평가했을 때, 생성된 전지의 충전용량은 1120mAh이었고, 과충전용량은550mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 실시예 41의 전지의 경우보다 0.03 작은 0.49이었다. 이 전지의 저장성은 실시예 41의 전지의 경우보다 1% 높은 87%이었다. 이는 과충전 억제제로서의 PS1(페닐트리메틸실란)이 5V-류 Mn-그래파이트 전지의 경우에 안전성 및 저장성에 도움이 된다는 것을 나타낸다.
(실시예 43)
1M LiPF6EC/GBL(부피로 1/2), 0.1M의 PS2, 및 1부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 5V-류 Mn-그래파이트 전지를 제조하였다. 비교예 5에서와 동일한 조건 하에서 평가했을 때, 생성된 전지의 충전용량은 1110mAh이었고, 과충전용량은 510mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 실시예 42의 전지의 경우보다 0.03 작은 0.45이었다. 이 전지의 저장성은 실시예 42의 전지의 경우보다 1% 높은 88%이었다.
(실시예 44)
1M LiPF6EC/GBL(부피로 1/2), 0.1M의 PS3, 및 1부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 5V-류 Mn-그래파이트 전지를 제조하였다. 비교예 5에서와 동일한 조건 하에서 평가했을 때, 생성된 전지의 충전용량은 1110mAh이었고, 과충전용량은 460mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 실시예 43의 전지의 경우보다 0.05 작은 0.41이었다. 이 전지의 저장성은 비교예 5의 전지의 경우와 동일한 89%이었다.
(실시예 45)
1M LiPF6EC/GBL(부피로 1/2), 0.1M의 PS4, 및 1부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 5V-류 Mn-그래파이트 전지를 제조하였다. 비교예 5에서와 동일한 조건 하에서 평가했을 때, 생성된 전지의 충전용량은 1120mAh이었고, 과충전용량은 450mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 실시예 44의 전지의 경우보다 0.01 작은 0.40이었다. 이 전지의 저장성은 비교예 5의 전지의 경우와 동일한 89%이었다.
(실시예 46)
1M LiPF6EC/GBL(부피로 1/2), 0.1M의 PS5, 및 1부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 5V-류 Mn-그래파이트 전지를 제조하였다. 비교예 5에서와 동일한 조건 하에서 평가했을 때, 생성된 전지의 충전용량은 1120mAh이었고, 과충전용량은 420mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 실시예 45의 전지의 경우보다 0.02 작은 0.38이었다. 이 전지의 저장성은 비교예 5의 전지의 경우와 동일한 89%이었다.
상기 결과로부터 명백한 것은 (과충전 억제제로서)PS1이 PS2(디페닐메틸실란), PS3(디페닐실란), PS4(디페닐디메톡시실란), 및 PS5(4-메톡시페닐트리메틸실란) 중 어떤 것으로 대체되는 경우, 5V-류 Mn-그래파이트 전지의 안전성 및 저장성이 개선된다는 것이다.
(비교예 6)
애노드 활성물질이 LiNi0.5Mn1.5O4이고, 캐소드 활성물질이 비정질 탄소이고, 전해액이 1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2)인 비교예 4에서와 동일한 형상의 전지를 제조하였다. 이 전지를 이하 "5V-류 Mn-비정질 전지"라 칭한다. 이 전지는 정전류 및 4.9V의 정전압(V1)의 조건 하에서 충전하였다. 이 전지는 평균 방전 전압이 높기 때문에, 충전 전압을 4.9V로 하였다. 충전 말기에서 전류는 20mA이었다. 전압이 3.7V로 감소할 때까지 이 전지를 1A의 정전류로 방전하였다. 충전 및 방전 사이클을 두번 반복하고, 충전용량(C1)및 과충전용량(C2)을 측정하였다. 충전용량(C1)은 940mAh이었고, 과충전용량(C2)은 890mAh이었고, 안전효과(ξ)는 0.95이었다. 저장성은 87%이었다(비교예 5에서와 동일한 조건 하에서 평가).
(실시예 47)
1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2), 0.1M의 An, 및 5부피%의 HFE1으로 구성된 전해액을 함유하는 5V-류 Mn-비정질 전지를 제조하였다. 비교예 6에서와 동일한 조건 하에서 평가했을 때, 생성된 전지의 충전용량은 950mAh이었고, 과충전용량은 660mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 비교예 6의 전지의 경우보다 0.26 작은 0.69이었다. 이 전지의 저장성은 81%이었다.
(실시예 48)
1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2), 0.1M의 An, 및 5부피%의 HFE2로 구성된 전해액을 함유하는 5V-류 Mn-비정질 전지를 제조하였다. 비교예 6에서와 동일한 조건 하에서 평가했을 때, 생성된 전지의 충전용량은 960mAh이었고, 과충전용량은 650mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 실시예 47의 전지의 경우보다 0.02 작은 0.67이었다. 이 전지의 저장성은 실시예 47의 전지의 경우보다 1% 높은 82%이었다.
(실시예 49)
1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2), 0.1M의 An, 및 5부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 5V-류 Mn-비정질 전지를 제조하였다. 비교예 6에서와 동일한 조건 하에서 평가했을 때, 생성된 전지의 충전용량은 960mAh이었고, 과충전용량은 630mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 실시예 48의 전지의 경우보다 0.01 작은 0.66이었다. 이 전지의 저장성은 실시예 48의 전지의 경우보다 2% 높은84%이었다.
상기한 바와 같이, 플루오르화 용매 및 과충전 억제제를 조합하여 사용하면, 5V-류 Mn-비정질 전지의 경우에 안전효과가 개선되고, 저장성이 감소하는 것이 방지된다. 또한, 에테르형 플루오르화 용매는 5V-류 Mn-비정질 전지의 경우에 에스테르형 용매보다 더 효과적이다.
(실시예 50)
1M LiPF6EC/PC(부피로 1/2), 0.1M의 An, 및 0.5부피%의 HFE3로 구성된 전해액을 함유하는 5V-류 Mn-비정질 전지를 제조하였다. 비교예 6에서와 동일한 조건하에서 평가했을 때, 생성된 전지의 충전용량은 940mAh이었고, 과충전용량은 560mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 실시예 49의 전지의 경우보다 0.06 작은 0.60이었다. 이 전지의 저장성은 실시예 49의 전지의 경우보다 1% 높은 85%이었다. 이는 전해액용 용매가 DMC에서 PC로 교체될 때 안전성 및 저장성이 개선된다는 것을 나타낸다.
(실시예 51)
1M LiPF6EC/DMC(부피로 1/2), 0.1M의 PS1, 및 0.5부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 5V-류 Mn-비정질 전지를 제조하였다. 비교예 6에서와 동일한 조건 하에서 평가했을 때, 생성된 전지의 충전용량은 950mAh이었고, 과충전용량은 520mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 실시예 50의 전지의 경우보다 0.05 작은 0.55이었다. 이 전지의 저장성은 실시예 50의 전지의 경우보다 2% 높은87%이었다. 이는 과충전 억제제로서 페닐실란이 사용된 경우에 전지의 안전성 및 저장성이 개선된다는 것을 나타낸다.
(실시예 52)
1M LiPF6EC/PC(부피로 1/2), 0.1M의 PS2, 및 0.5부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 5V-류 Mn-비정질 전지를 제조하였다. 비교예 6에서와 동일한 조건 하에서 평가했을 때, 생성된 전지의 충전용량은 950mAh이었고, 과충전용량은 490mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 실시예 51의 전지의 경우보다 0.03 작은 0.52이었다. 이 전지의 저장성은 실시예 51의 전지의 경우보다 1% 높은 88%이었다.
(실시예 53)
1M LiPF6EC/PC(부피로 1/2), 0.1M의 PS3, 및 0.5부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 5V-류 Mn-비정질 전지를 제조하였다. 비교예 6에서와 동일한 조건 하에서 평가했을 때, 생성된 전지의 충전용량은 940mAh이었고, 과충전용량은 470mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 실시예 52의 전지의 경우보다 0.02 작은 0.50이었다. 이 전지의 저장성은 88%이었다.
(실시예 54)
1M LiPF6EC/PC(부피로 1/2), 0.1M의 PS4, 및 0.5부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 5V-류 Mn-비정질 전지를 제조하였다. 비교예 6에서와 동일한 조건 하에서 평가했을 때, 생성된 전지의 충전용량은 950mAh이었고, 과충전용량은430mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 실시예 53의 전지의 경우보다 0.05 작은 0.45이었다. 이 전지의 저장성은 88%이었다.
(실시예 55)
1M LiPF6EC/PC(부피로 1/2), 0.1M의 PS5, 및 0.5부피%의 HFE3으로 구성된 전해액을 함유하는 5V-류 Mn-비정질 전지를 제조하였다. 비교예 6에서와 동일한 조건 하에서 평가했을 때, 생성된 전지의 충전용량은 1120mAh이었고, 과충전용량은 420mAh이었다. 따라서, 이 전지의 안전효과(ξ)는 실시예 54의 전지의 경우보다 0.01 작은 0.44이었다. 이 전지의 저장성은 88%이었다.
이전의 결과로부터 명백한 것은, (과충전 억제제로서)PS1이 PS2(디페닐메틸실란), PS3(디페닐실란), PS4(디페닐디메톡시실란), 및 PS5(4-메톡시페닐트리메틸실란) 중 어떤 것으로 교체된 경우 5V-류 Mn-비정질 전지의 안전성 및 저장성이 개선된다는 것이다.
상기 실시예에는 과충전 억제제 및 플루오르화 용매를 조합하여 사용하면 리튬 2차전지를 과충전으로부터 보호할 수 있다는 것이 기재되어 있다. (플루오르화 용매는 과충전 억제제의 작용을 증진시키고, 저장성에 있어서 플루오르화 용매의 부작용을 방지한다) 본 발명에 따른 리튬 2차전지는 통상의 전지보다 20% 이상 낮은 과충전 전류를 가진다. 따라서, 안전성과 함께 용량도 증가시킬 수 있다. 첫번째로 상업화된 리튬 2차전지는 용량이 1000mAh이었고; 그 이래로 용량은 2000mAh로 증가하였다. 용량의 증가는 위험을 동반한다. 안전효과가 0.9이라고 가정하면, 용량이 1000mAh인 전지는 5V까지 과충전되면 17.1kJ의 에너지를 가지는 반면, 용량이 2000mAh인 전지는 5V까지 과충전되면 34.2kJ의 에너지를 가진다. 달리 말하면, 후자의 전지는 전자의 전지보다 두배 큰 에너지를 가진다. 이와 대조적으로, 본 발명에 따른 전지의 안전효과는 0.6이고, 따라서, 2000mAh의 용량을 갖더라도 과충전 상태에서 에너지는 28.8kJ이다. 이 에너지의 크기는 용량이 1000mAh인 전지의 경우의 1.68배이다. 바꾸어 말하면, 안전효과가 0.6으로 설정되면, 과충전용량이 2400mAh인 전지는 안전효과가 0.9인 과충전용량이 2000mAh인 통상의 전지와 동일한 에너지를 가질 것이다. 따라서, 본 발명에 따르면, 안전성을 손상시키지 않으면서 리튬 전지의 용량을 증가시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 임의의 전기용품에도 이용될 수 있다. 주의, 전기용품은 리튬 2차전지를 사용할 수 있는 임의의 전기적 대상을 포함하는 것으로 정의된다.
본 발명을 상기 실시예와 관련지어 설명하였지만, 본 발명의 정신 또는 범위를 벗어나지 않는 한 다양한 변형 및 대체가 가능하다는 것은 명백하다. 따라서, 본 발명은 상기 설명에 의해 제한되는 것으로 생각되지 않으며, 단지 첨부된 청구범위에 의해서만 제한된다.

Claims (58)

  1. 리튬 2차전지의 충전 목표 전압보다 높은 전압에서 산화되는 화합물 및 상기 충전 목표 전압보다 낮은 전압에서 반응을 억제하는 화합물을 포함하는 비수전해액을 포함하는 리튬 2차전지.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 비수전해액이 화학식 1로 표시된 플루오르화 용매:
    [화학식 1]
    (상기 식에서,
    Rf1은 전체적 또는 부분적으로 플루오르화된 C2-10알킬기를 나타내고, Rf2는 전체적 또는 부분적으로 플루오르화된 C1-5알킬기를 나타내고, X는 에테르 또는 에스테르를 나타낸다)
    및 화학식 2로 표시된 방향족 화합물:
    [화학식 2]
    (상기 식에서,
    R1, R2, R3및 R4는 각각 수소, 플루오르, 염소, 브롬, C1-3알킬기 또는 알콕시기, 페닐기, 페녹시기, 알킬-치환된 페닐기 또는 페녹시기, C1-4카르복실기, 벤질기, 또는 알킬-치환된 또는 알콕시-치환된 실릴기를 나타내고; R5및 R6는 각각 수소, 플루오르, 염소, 브롬, 또는 C1-3알킬기를 나타낸다)
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 플루오르화 용매가 메틸 나노플루오로부틸 에테르인 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 방향족 화합물이 화학식 3으로 표시되는 페닐실란 유도체:
    [화학식 3]
    (상기 식에서,
    R7, R8, 및 R9는 각각 수소, C1-3알킬기 또는 알콕시기, 페닐기, 페녹시기, 벤질기, 플루오르, 염소, 브롬, 또는 C1-3알킬-치환 페닐기, 페녹시기, 또는 벤질기를 나타내고; R10, R11, R12, R13및 R14는 각각 C1-3알콕시기, 페닐기, 벤질기, 또는 플루오르, 염소 또는 브롬으로 치환된 페닐기, 페녹시기, 또는 벤질기를 나타낸다)
    인 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 페닐실란 유도체가 디페닐실란, 디페닐메틸실란, 4-메틸페닐트리메틸실란, 및 디페닐디메톡시실란을 포함하는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지.
  6. 리튬 2차전지가 (방전상태에서) 전압 V1이 1.2V에 도달할 때까지 정전류로 충전될 때 충전용량 C1을 가지고, 리튬 2차전지가 (V1보다 높은 전압에서) 더이상 충전될 수 없을 때까지 더 충전될 때 충전용량 C2를 가지고, C1/C2의 비율(ξ)이 0.7보다 낮은 것을 특징으로 하는 비수전해액을 가진 리튬 2차전지.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 비수전해액이 화학식 1로 표시된 플루오르화 용매:
    [화학식 1]
    (상기 식에서,
    Rf1은 전체적 또는 부분적으로 플루오르화된 C2-10알킬기를 나타내고, Rf2는 전체적 또는 부분적으로 플루오르화된 C1-5알킬기를 나타내고, X는 에테르 또는 에스테르를 나타낸다)
    및 화학식 2로 표시된 방향족 화합물:
    [화학식 2]
    (상기 식에서,
    R1, R2, R3및 R4는 각각 수소, 플루오르, 염소, 브롬, C1-3알킬기 또는 알콕시기, 페닐기, 페녹시기, 알킬-치환된 페닐기 또는 페녹시기, C1-4카르복실기, 벤질기, 또는 알킬-치환된 또는 알콕시-치환된 실릴기를 나타내고; R5및 R6는 각각 수소, 플루오르, 염소, 브롬, 또는 C1-3알킬기를 나타낸다)
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 플루오르화 용매가 메틸 나노플루오로부틸 에테르인 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 방향족 화합물이 화학식 3으로 표시되는 페닐실란 유도체:
    [화학식 3]
    (상기 식에서,
    R7, R8, 및 R9는 각각 수소, C1-3알킬기 또는 알콕시기, 페닐기, 페녹시기, 벤질기, 플루오르, 염소, 브롬, 또는 C1-3알킬-치환 페닐기, 페녹시기, 또는 벤질기를 나타내고; R10, R11, R12, R13및 R14는 각각 C1-3알콕시기, 페닐기, 벤질기, 또는 플루오르, 염소 또는 브롬으로 치환된 페닐기, 페녹시기, 또는 벤질기를 나타낸다)
    인 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 페닐실란 유도체가 디페닐실란, 디페닐메틸실란, 4-메틸페닐트리메틸실란, 및 디페닐디메톡시실란을 포함하는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지.
  11. 비수전해액이 화학식 1로 표시되는 플루오르화 용매:
    [화학식 1]
    (상기 식에서,
    Rf1은 전체적 또는 부분적으로 플루오르화된 C2-10알킬기를 나타내고, Rf2는 전체적 또는 부분적으로 플루오르화된 C1-5알킬기를 나타내고, X는 에테르 또는 에스테르를 나타낸다)
    및 화학식 2로 표시되는 방향족 화합물:
    [화학식 2]
    (상기 식에서,
    R1, R2, R3및 R4는 각각 수소, 플루오르, 염소, 브롬, C1-3알킬기 또는 알콕시기, 페닐기, 페녹시기, 알킬-치환된 페닐기 또는 페녹시기, C1-4카르복실기, 벤질기, 또는 알킬-치환된 또는 알콕시-치환된 실릴기를 나타내고; R5및 R6는 각각 수소, 플루오르, 염소, 브롬, 또는 C1-3알킬기를 나타낸다)
    로 구성되는 것을 특징으로 하고,
    리튬 2차전지의 충전 목표 전압보다 높은 전압에서 산화되는 화합물 및 상기 충전 목표 전압보다 낮은 전압에서 반응을 억제하는 화합물을 포함하는 비수전해액을 포함하는 리튬 2차전지.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 플루오르화 용매가 메틸 나노플루오로부틸 에테르인 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 방향족 화합물이 화학식 3으로 표시되는 페닐실란 유도체:
    [화학식 3]
    (상기 식에서,
    R7, R8, 및 R9는 각각 수소, C1-3알킬기 또는 알콕시기, 페닐기, 페녹시기, 벤질기, 플루오르, 염소, 브롬, 또는 C1-3알킬-치환 페닐기, 페녹시기, 또는 벤질기를 나타내고; R10, R11, R12, R13및 R14는 각각 C1-3알콕시기, 페닐기, 벤질기, 또는 플루오르, 염소 또는 브롬으로 치환된 페닐기, 페녹시기, 또는 벤질기를 나타낸다)
    인 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 페닐실란 유도체가 디페닐실란, 디페닐메틸실란, 4-메틸페닐트리메틸실란, 및 디페닐디메톡시실란을 포함하는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지.
  15. 비수전해액이 화학식 1로 표시되는 플루오르화 용매:
    [화학식 1]
    (상기 식에서,
    Rf1은 전체적 또는 부분적으로 플루오르화된 C2-10알킬기를 나타내고, Rf2는 전체적 또는 부분적으로 플루오르화된 C1-5알킬기를 나타내고, X는 에테르 또는 에스테르를 나타낸다)
    및 화학식 2로 표시되는 방향족 화합물:
    [화학식 2]
    (상기 식에서,
    R1, R2, R3및 R4는 각각 수소, 플루오르, 염소, 브롬, C1-3알킬기 또는 알콕시기, 페닐기, 페녹시기, 알킬-치환된 페닐기 또는 페녹시기, C1-4카르복실기, 벤질기, 또는 알킬-치환된 또는 알콕시-치환된 실릴기를 나타내고; R5및 R6는 각각 수소, 플루오르, 염소, 브롬, 또는 C1-3알킬기를 나타낸다)
    로 구성되는 것을 특징으로 하고,
    리튬 2차전지가 (방전상태에서) 전압 V1이 1.2V에 도달할 때까지 정전류로 충전될 때 충전용량 C1을 가지고, 리튬 2차전지가 (V1보다 높은 전압에서) 더이상 충전될 수 없을 때까지 더 충전될 때 충전용량 C2를 가지고, C1/C2의 비율(ξ)이 0.7보다 낮은 것을 특징으로 하는 비수전해액을 가진 리튬 2차전지.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 플루오르화 용매가 메틸 나노플루오로부틸 에테르인 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 방향족 화합물이 화학식 3으로 표시되는 페닐실란 유도체:
    [화학식 3]
    (상기 식에서,
    R7, R8, 및 R9는 각각 수소, C1-3알킬기 또는 알콕시기, 페닐기, 페녹시기, 벤질기, 플루오르, 염소, 브롬, 또는 C1-3알킬-치환된 페닐기, 페녹시기, 또는 벤질기를 나타내고; R10, R11, R12, R13및 R14는 각각 C1-3알콕시기, 페닐기, 벤질기, 또는 플루오르, 염소 또는 브롬으로 치환된 페닐기, 페녹시기, 또는 벤질기를 나타낸다)
    인 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 페닐실란 유도체가 디페닐실란, 디페닐메틸실란, 4-메틸페닐트리메틸실란, 및 디페닐디메톡시실란을 포함하는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지.
  19. 전원으로 리튬 2차전지의 충전 목표 전압보다 큰 전압에서 산화되는 화합물 및 상기 충전 목표 전압보다 낮은 전압에서 반응을 억제하는 화합물을 포함하는 비수전해액을 포함하는 리튬 2차전지를 사용하고, 전지의 온도 및 압력 검출 없이 리튬 2차전지를 과충전 및 과방전으로부터 보호하기 위한 수단, 전지의 전압 또는 전류를 검출하기 위한 수단, 및 전지를 켜거나 끄도록 조절하기 위한 수단을 포함하는, 리튬 2차전지를 사용하는 전기용품.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 비수전해액이 화학식 1로 표시되는 플루오르화 용매:
    [화학식 1]
    (상기 식에서,
    Rf1은 전체적 또는 부분적으로 플루오르화된 C2-10알킬기를 나타내고, Rf2는 전체적 또는 부분적으로 플루오르화된 C1-5알킬기를 나타내고, X는 에테르 또는 에스테르를 나타낸다)
    및 화학식 2로 표시되는 방향족 화합물:
    [화학식 2]
    (상기 식에서,
    R1, R2, R3및 R4는 각각 수소, 플루오르, 염소, 브롬, C1-3알킬기 또는 알콕시기, 페닐기, 페녹시기, 알킬-치환된 페닐기 또는 페녹시기, C1-4카르복실기, 벤질기, 또는 알킬-치환된 또는 알콕시-치환된 실릴기를 나타내고; R5및 R6는 각각 수소, 플루오르, 염소, 브롬, 또는 C1-3알킬기를 나타낸다)
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기용품.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 플루오르화 용매가 메틸 나노플루오로부틸 에테르인 것을 특징으로 하는 전기용품.
  22. 제 20항에 있어서,
    상기 방향족 화합물이 화학식 3으로 표시되는 페닐실란 유도체:
    [화학식 3]
    (상기 식에서,
    R7, R8, 및 R9는 각각 수소, C1-3알킬기 또는 알콕시기, 페닐기, 페녹시기, 벤질기, 플루오르, 염소, 브롬, 또는 C1-3알킬-치환된 페닐기, 페녹시기, 또는 벤질기를 나타내고; R10, R11, R12, R13및 R14는 각각 C1-3알콕시기, 페닐기, 벤질기, 또는 플루오르, 염소 또는 브롬으로 치환된 페닐기, 페녹시기, 또는 벤질기를 나타낸다)
    인 것을 특징으로 하는 전기용품.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 페닐실란 유도체가 디페닐실란, 디페닐메틸실란, 4-메틸페닐트리메틸실란, 및 디페닐디메톡시실란으로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전기용품.
  24. 제 19항에 있어서,
    상기 용품이 전기자동차인 것을 특징으로 하는 전기용품.
  25. 전원으로 (방전상태에서) 전압 V1이 1.2V에 도달할 때까지 정전류로 충전될 때 충전용량 C1을 가지고, 리튬 2차전지가 (V1보다 높은 전압에서) 더이상 충전될 수 없을 때까지 더 충전될 때 충전용량 C2를 가지고, C1/C2의 비율(ξ)이 0.7보다 낮은 것을 특징으로 하는 비수전해액을 가지는 리튬 2차전지를 사용하고, 전지의 온도 및 압력 검출 없이 리튬 2차전지를 과충전 및 과방전으로부터 보호하기 위한 수단, 전지의 전압 또는 전류를 검출하기 위한 수단, 및 상기 리튬 2차전지를 켜거나 끄도록 조절하기 위한 수단을 포함하는, 리튬 2차전지를 사용하는 전기용품.
  26. 제 25항에 있어서,
    상기 비수전해액이 화학식 1로 표시된 플루오르화 용매:
    [화학식 1]
    (상기 식에서,
    Rf1은 전체적 또는 부분적으로 플루오르화된 C2-10알킬기를 나타내고, Rf2는 전체적 또는 부분적으로 플루오르화된 C1-5알킬기를 나타내고, X는 에테르 또는 에스테르를 나타낸다)
    및 화학식 2로 표시된 방향족 화합물:
    [화학식 2]
    (상기 식에서,
    R1, R2, R3및 R4는 각각 수소, 플루오르, 염소, 브롬, C1-3알킬기 또는 알콕시기, 페닐기, 페녹시기, 알킬-치환된 페닐기 또는 페녹시기, C1-4카르복실기, 벤질기, 또는 알킬-치환된 또는 알콕시-치환된 실릴기를 나타내고; R5및 R6는 각각 수소, 플루오르, 염소, 브롬, 또는 C1-3알킬기를 나타낸다)
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기용품.
  27. 제 26항에 있어서,
    상기 플루오르화 용매가 메틸 나노플루오로부틸 에테르인 것을 특징으로 하는 전기용품.
  28. 제 26항에 있어서,
    상기 방향족 화합물이 화학식 3으로 표시되는 페닐실란 유도체:
    [화학식 3]
    (상기 식에서,
    R7, R8, 및 R9는 각각 수소, C1-3알킬기 또는 알콕시기, 페닐기, 페녹시기, 벤질기, 플루오르, 염소, 브롬, 또는 C1-3알킬-치환된 페닐기, 페녹시기, 또는 벤질기를 나타내고; R10, R11, R12, R13및 R14는 각각 C1-3알콕시기, 페닐기, 벤질기, 또는 플루오르, 염소 또는 브롬으로 치환된 페닐기, 페녹시기, 또는 벤질기를 나타낸다)
    인 것을 특징으로 하는 전기용품.
  29. 제 28항에 있어서,
    상기 페닐실란 유도체가 디페닐실란, 디페닐메틸실란, 4-메틸페닐트리메틸실란, 및 디페닐디메톡시실란을 포함하는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전기용품.
  30. 제 25항에 있어서,
    상기 용품이 전기자동차인 것을 특징으로 하는 전기용품.
  31. 전원으로서 리튬 2차전지의 충전 목표 전압보다 큰 전압에서 산화되는 화합물 및 상기 충전 목표 전압보다 낮은 전압에서 반응을 억제하는 화합물을 포함하는 비수전해액을 포함하며, 상기 비수전해액이 화학식 1로 표시된 플루오르화 용매:
    [화학식 1]
    (상기 식에서,
    Rf1은 전체적 또는 부분적으로 플루오르화된 C2-10알킬기를 나타내고, Rf2는전체적 또는 부분적으로 플루오르화된 C1-5알킬기를 나타내고, X는 에테르 또는 에스테르를 나타낸다)
    및 화학식 2로 표시된 방향족 화합물:
    [화학식 2]
    (상기 식에서,
    R1, R2, R3및 R4는 각각 수소, 플루오르, 염소, 브롬, C1-3알킬기 또는 알콕시기, 페닐기, 페녹시기, 알킬-치환된 페닐기 또는 페녹시기, C1-4카르복실기, 벤질기, 또는 알킬-치환된 또는 알콕시-치환된 실릴기를 나타내고; R5및 R6는 각각 수소, 플루오르, 염소, 브롬, 또는 C1-3알킬기를 나타낸다)
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지를 사용하고, 전지의 온도 및 압력 검출 없이 리튬 2차전지를 과충전 및 과방전으로부터 보호하기 위한 수단, 전지의 전압 또는 전류를 검출하기 위한 수단, 및 전지를 켜거나 끄도록 조절하기 위한 수단을 포함하는 리튬 2차전지를 사용하는 전기용품.
  32. 제 31항에 있어서,
    상기 플루오르화 용매가 메틸 나노플루오로부틸 에테르인 것을 특징으로 하는 전기용품.
  33. 제 31항에 있어서,
    상기 방향족 화합물이 화학식 3으로 표시되는 페닐실란 유도체:
    [화학식 3]
    (상기 식에서,
    R7, R8, 및 R9는 각각 수소, C1-3알킬기 또는 알콕시기, 페닐기, 페녹시기, 벤질기, 플루오르, 염소, 브롬, 또는 C1-3알킬-치환된 페닐기, 페녹시기, 또는 벤질기를 나타내고; R10, R11, R12, R13및 R14는 각각 C1-3알콕시기, 페닐기, 벤질기, 또는 플루오르, 염소 또는 브롬으로 치환된 페닐기, 페녹시기, 또는 벤질기를 나타낸다)
    인 것을 특징으로 하는 전기용품.
  34. 제 33항에 있어서,
    상기 페닐실란 유도체가 디페닐실란, 디페닐메틸실란, 4-메틸페닐트리메틸실란, 및 디페닐디메톡시실란을 포함하는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전기용품.
  35. 제 31항에 있어서,
    상기 용품이 전기자동차인 것을 특징으로 하는 전기용품.
  36. 전원으로서 (방전상태에서) 전압 V1이 1.2V에 도달할 때까지 정전류로 충전될 때 충전용량 C1을 가지고, 리튬 2차전지가 (V1보다 높은 전압에서) 더이상 충전될 수 없을 때까지 더 충전될 때 충전용량 C2를 가지고, C1/C2의 비율(ξ)이 0.7보다 낮은 것을 특징으로 하는 비수전해액을 포함하며, 상기 비수전해액이 화학식 1로 표시된 플루오르화 용매:
    [화학식 1]
    (상기 식에서,
    Rf1은 전체적 또는 부분적으로 플루오르화된 C2-10알킬기를 나타내고, Rf2는 전체적 또는 부분적으로 플루오르화된 C1-5알킬기를 나타내고, X는 에테르 또는 에스테르를 나타낸다)
    및 화학식 2로 표시된 방향족 화합물:
    [화학식 2]
    (상기 식에서,
    R1, R2, R3및 R4는 각각 수소, 플루오르, 염소, 브롬, C1-3알킬기 또는 알콕시기, 페닐기, 페녹시기, 알킬-치환된 페닐기 또는 페녹시기, C1-4카르복실기, 벤질기, 또는 알킬-치환된 또는 알콕시-치환된 실릴기를 나타내고; R5및 R6는 각각 수소, 플루오르, 염소, 브롬, 또는 C1-3알킬기를 나타낸다)
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지를 사용하고, 전지의 온도 및 압력 검출 없이 리튬 2차전지를 과충전 및 과방전으로부터 보호하기 위한 수단, 전지의 전압 또는 전류를 검출하기 위한 수단, 및 전지를 켜거나 끄도록 조절하기 위한 수단을 포함하는 리튬 2차전지를 사용하는 전기용품.
  37. 제 36항에 있어서,
    상기 플루오르화 용매가 메틸 나노플루오로부틸 에테르인 것을 특징으로 하는 전기용품.
  38. 제 36항에 있어서,
    상기 방향족 화합물이 화학식 3으로 표시되는 페닐실란 유도체:
    [화학식 3]
    (상기 식에서,
    R7, R8, 및 R9는 각각 수소, C1-3알킬기 또는 알콕시기, 페닐기, 페녹시기, 벤질기, 플루오르, 염소, 브롬, 또는 C1-3알킬-치환된 페닐기, 페녹시기, 또는 벤질기를 나타내고; R10, R11, R12, R13및 R14는 각각 C1-3알콕시기, 페닐기, 벤질기, 또는 플루오르, 염소 또는 브롬으로 치환된 페닐기, 페녹시기, 또는 벤질기를 나타낸다)
    인 것을 특징으로 하는 전기용품.
  39. 제 38항에 있어서,
    상기 페닐실란 유도체가 디페닐실란, 디페닐메틸실란, 4-메틸페닐트리메틸실란, 및 디페닐디메톡시실란을 포함하는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전기용품.
  40. 제 36항에 있어서,
    상기 용품이 전기자동차인 것을 특징으로 하는 전기용품.
  41. 애노드를 제공하는 단계;
    캐소드를 제공하는 단계;
    격리판을 제공하는 단계; 및
    리튬 2차전지의 충전 목표 전압보다 높은 전압에서 산화되는 화합물 및 상기 충전 목표 전압보다 낮은 전압에서 반응을 억제하는 화합물을 포함하는 비수전해액을 제공하는 단계를 포함하는 리튬 2차전지의 제조방법.
  42. 제 41항에 있어서,
    상기 비수전해액이 화학식 1로 표시된 플루오르화 용매:
    [화학식 1]
    (상기 식에서,
    Rf1은 전체적 또는 부분적으로 플루오르화된 C2-10알킬기를 나타내고, Rf2는 전체적 또는 부분적으로 플루오르화된 C1-5알킬기를 나타내고, X는 에테르 또는 에스테르를 나타낸다)
    및 화학식 2로 표시된 방향족 화합물:
    [화학식 2]
    (상기 식에서,
    R1, R2, R3및 R4는 각각 수소, 플루오르, 염소, 브롬, C1-3알킬기 또는 알콕시기, 페닐기, 페녹시기, 알킬-치환된 페닐기 또는 페녹시기, C1-4카르복실기, 벤질기, 또는 알킬-치환된 또는 알콕시-치환된 실릴기를 나타내고; R5및 R6는 각각 수소, 플루오르, 염소, 브롬, 또는 C1-3알킬기를 나타낸다)
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  43. 제 42항에 있어서,
    상기 플루오르화 용매가 메틸 나노플루오로부틸 에테르인 것을 특징으로 하는 방법.
  44. 제 42항에 있어서,
    상기 방향족 화합물이 화학식 3으로 표시되는 페닐실란 유도체:
    [화학식 3]
    (상기 식에서,
    R7, R8, 및 R9는 각각 수소, C1-3알킬기 또는 알콕시기, 페닐기, 페녹시기, 벤질기, 플루오르, 염소, 브롬, 또는 C1-3알킬-치환 페닐기, 페녹시기, 또는 벤질기를 나타내고; R10, R11, R12, R13및 R14는 각각 C1-3알콕시기, 페닐기, 벤질기, 또는 플루오르, 염소 또는 브롬으로 치환된 페닐기, 페녹시기, 또는 벤질기를 나타낸다)
    인 것을 특징으로 하는 방법.
  45. 제 44항에 있어서,
    상기 페닐실란 유도체가 디페닐실란, 디페닐메틸실란, 4-메틸페닐트리메틸실란, 및 디페닐디메톡시실란을 포함하는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  46. 애노드를 제공하는 단계;
    캐소드를 제공하는 단계;
    격리판을 제공하는 단계; 및
    비수전해액을 제공하는 단계를 포함하고, 리튬 2차전지가 (방전상태에서) 전압 V1이 1.2V에 도달할 때까지 정전류로 충전될 때 충전용량 C1을 가지고, 리튬 2차전지가 (V1보다 높은 전압에서) 더이상 충전될 수 없을 때까지 더 충전될 때 충전용량 C2를 가지고, C1/C2의 비율(ξ)이 0.7보다 낮은 것을 특징으로 하는, 리튬 2차전지의 제조방법.
  47. 제 46항에 있어서,
    상기 비수전해액이 화학식 1로 표시된 플루오르화 용매:
    [화학식 1]
    (상기 식에서,
    Rf1은 전체적 또는 부분적으로 플루오르화된 C2-10알킬기를 나타내고, Rf2는 전체적 또는 부분적으로 플루오르화된 C1-5알킬기를 나타내고, X는 에테르 또는 에스테르를 나타낸다)
    및 화학식 2로 표시된 방향족 화합물:
    [화학식 2]
    (상기 식에서,
    R1, R2, R3및 R4는 각각 수소, 플루오르, 염소, 브롬, C1-3알킬기 또는 알콕시기, 페닐기, 페녹시기, 알킬-치환된 페닐기 또는 페녹시기, C1-4카르복실기, 벤질기, 또는 알킬-치환된 또는 알콕시-치환된 실릴기를 나타내고; R5및 R6는 각각 수소, 플루오르, 염소, 브롬, 또는 C1-3알킬기를 나타낸다)
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  48. 제 47항에 있어서,
    상기 플루오르화 용매가 메틸 나노플루오로부틸 에테르인 것을 특징으로 하는 방법.
  49. 제 47항에 있어서,
    상기 방향족 화합물이 화학식 3으로 표시되는 페닐실란 유도체:
    [화학식 3]
    (상기 식에서,
    R7, R8, 및 R9는 각각 수소, C1-3알킬기 또는 알콕시기, 페닐기, 페녹시기, 벤질기, 플루오르, 염소, 브롬, 또는 C1-3알킬-치환 페닐기, 페녹시기, 또는 벤질기를 나타내고; R10, R11, R12, R13및 R14는 각각 C1-3알콕시기, 페닐기, 벤질기, 또는 플루오르, 염소 또는 브롬으로 치환된 페닐기, 페녹시기, 또는 벤질기를 나타낸다)
    인 것을 특징으로 하는 방법.
  50. 제 49항에 있어서,
    상기 페닐실란 유도체가 디페닐실란, 디페닐메틸실란, 4-메틸페닐트리메틸실란, 및 디페닐디메톡시실란을 포함하는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  51. 애노드를 제공하는 단계;
    캐소드를 제공하는 단계;
    격리판을 제공하는 단계; 및
    비수전해액을 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 비수전해액이 리튬 2차전지의 충전 목표 전압보다 높은 전압에서 산화되는 화합물 및 상기 충전 목표 전압보다 낮은 전압에서 반응을 억제하는 화합물을 포함하며 화학식 1로 표시된 플루오르화 용매:
    [화학식 1]
    (상기 식에서,
    Rf1은 전체적 또는 부분적으로 플루오르화된 C2-10알킬기를 나타내고, Rf2는 전체적 또는 부분적으로 플루오르화된 C1-5알킬기를 나타내고, X는 에테르 또는 에스테르를 나타낸다)
    및 화학식 2로 표시된 방향족 화합물:
    [화학식 2]
    (상기 식에서,
    R1, R2, R3및 R4는 각각 수소, 플루오르, 염소, 브롬, C1-3알킬기 또는 알콕시기, 페닐기, 페녹시기, 알킬-치환된 페닐기 또는 페녹시기, C1-4카르복실기, 벤질기, 또는 알킬-치환된 또는 알콕시-치환된 실릴기를 나타내고; R5및 R6는 각각 수소, 플루오르, 염소, 브롬, 또는 C1-3알킬기를 나타낸다)
    로 구성되는 것을 특징으로 하는, 리튬 2차전지의 제조방법.
  52. 제 51항에 있어서,
    상기 플루오르화 용매가 메틸 나노플루오로부틸 에테르인 것을 특징으로 하는 방법.
  53. 제 51항에 있어서,
    상기 방향족 화합물이 화학식 3으로 표시되는 페닐실란 유도체:
    [화학식 3]
    (상기 식에서,
    R7, R8, 및 R9는 각각 수소, C1-3알킬기 또는 알콕시기, 페닐기, 페녹시기, 벤질기, 플루오르, 염소, 브롬, 또는 C1-3알킬-치환 페닐기, 페녹시기, 또는 벤질기를 나타내고; R10, R11, R12, R13및 R14는 각각 C1-3알콕시기, 페닐기, 벤질기, 또는 플루오르, 염소 또는 브롬으로 치환된 페닐기, 페녹시기, 또는 벤질기를 나타낸다)
    인 것을 특징으로 하는 방법.
  54. 제 53항에 있어서,
    상기 페닐실란 유도체가 디페닐실란, 디페닐메틸실란, 4-메틸페닐트리메틸실란, 및 디페닐디메톡시실란을 포함하는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  55. 애노드를 제공하는 단계;
    캐소드를 제공하는 단계;
    격리판을 제공하는 단계; 및
    비수전해액을 제공하는 단계를 포함하고,
    리튬 2차전지가 (방전상태에서) 전압 V1이 1.2V에 도달할 때까지 정전류로 충전될 때 충전용량 C1을 가지고, (V1보다 높은 전압에서) 더이상 충전될 수 없을 때까지 더 충전될 때 충전용량 C2를 가지고, C1/C2의 비율(ξ)이 0.7보다 낮고,
    상기 비수전해액이 화학식 1로 표시된 플루오르화 용매:
    [화학식 1]
    (상기 식에서,
    Rf1은 전체적 또는 부분적으로 플루오르화된 C2-10알킬기를 나타내고, Rf2는 전체적 또는 부분적으로 플루오르화된 C1-5알킬기를 나타내고, X는 에테르 또는 에스테르를 나타낸다)
    및 화학식 2로 표시된 방향족 화합물:
    [화학식 2]
    (상기 식에서,
    R1, R2, R3및 R4는 각각 수소, 플루오르, 염소, 브롬, C1-3알킬기 또는 알콕시기, 페닐기, 페녹시기, 알킬-치환된 페닐기 또는 페녹시기, C1-4카르복실기, 벤질기, 또는 알킬-치환된 또는 알콕시-치환된 실릴기를 나타내고; R5및 R6는 각각 수소, 플루오르, 염소, 브롬, 또는 C1-3알킬기를 나타낸다)
    로 구성되는 것을 특징으로 하는, 리튬 2차전지의 제조방법.
  56. 제 55항에 있어서,
    상기 플루오르화 용매가 메틸 나노플루오로부틸 에테르인 것을 특징으로 하는 방법.
  57. 제 55항에 있어서,
    상기 방향족 화합물이 화학식 3으로 표시되는 페닐실란 유도체:
    [화학식 3]
    (상기 식에서,
    R7, R8, 및 R9는 각각 수소, C1-3알킬기 또는 알콕시기, 페닐기, 페녹시기, 벤질기, 플루오르, 염소, 브롬, 또는 C1-3알킬-치환 페닐기, 페녹시기, 또는 벤질기를 나타내고; R10, R11, R12, R13및 R14는 각각 C1-3알콕시기, 페닐기, 벤질기, 또는 플루오르, 염소 또는 브롬으로 치환된 페닐기, 페녹시기, 또는 벤질기를 나타낸다)
    인 것을 특징으로 하는 방법.
  58. 제 57항에 있어서,
    상기 페닐실란 유도체가 디페닐실란, 디페닐메틸실란, 4-메틸페닐트리메틸실란 및 디페닐디메톡시실란을 포함하는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
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