KR20040083670A - 비수성 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 - Google Patents
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Abstract
Description
첨가제 | 초기두께(mm) | 고온방치 후 두께(mm) | 두께 변화율 | |
실시예 1 | FEC(2 중량%) | 4.15 | 4.82 | 116% |
실시예 2 | FEC(2 중량%)VS(0.25 중량%) | 4.15 | 4.45 | 107% |
실시예 3 | FEC(1 중량%)VS(0.25 중량%) | 4.15 | 4.29 | 103% |
실시예 6 | FEC(5 중량%) | 4.15 | 12.81 | 309% |
실시예 7 | FEC(5 중량%)VS(0.75 중량%) | 4.15 | 5.22 | 126% |
비교예 3 | - | 4.15 | 5.25 | 127% |
비교예 4 | VC(5 중량%) | 4.15 | 13.45 | 324% |
Claims (42)
- 리튬염; 고비점 유기 용매; 및 할로겐, 시아노기(CN) 및 니트로기(NO2)로 이루어진 군에서 선택되는 치환기를 가지는 카보네이트 첨가제를 포함하는 리튬 이차 전지용 전해질.
- 제1항에 있어서, 상기 카보네이트 첨가제는 환형 카보네이트인 리튬 이차 전지용 전해질.
- 제1항에 있어서, 상기 카보네이트 첨가제는 하기 화학식 1의 카보네이트인 리튬 이차 전지용 전해질:[화학식 1]상기 식에서 X는 할로겐, 시아노기(CN) 및 니트로기(NO2)로 이루어진 군에서 선택됨.
- 제1항에 있어서, 상기 카보네이트 첨가제는 플루오로에틸렌 카보네이트인 리튬 이차 전지용 전해질.
- 제1항에 있어서, 상기 카보네이트 첨가제는 전해질 총량에 대하여 0.01∼10 중량%로 사용되는 리튬 이차 전지용 전해질.
- 제5항에 있어서, 상기 카보네이트 첨가제는 전해질 총량에 대하여 0.01∼5 중량%로 사용되는 리튬 이차 전지용 전해질.
- 제1항에 있어서, 상기 리튬염은 LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiClO4, LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N, LiC4F9SO3, LiAlO4, LiAlCl4, LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(여기서, x 및 y는 자연수임), LiCl, 및 LiI로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상인 리튬 이차 전지용 전해질.
- 제7항에 있어서, 상기 리튬염은 0.6 내지 2.0M의 농도로 사용되는 리튬 이차 전지용 전해질.
- 제1항에 있어서, 상기 고비점 유기 용매는 100℃ 이상의 비점을 가지는 용매인 리튬 이차 전지용 전해질.
- 제9항에 있어서, 상기 고비점 유기 용매는 150℃ 이상의 비점을 가지는 용매인 리튬 이차 전지용 전해질.
- 제10항에 있어서, 상기 고비점 유기 용매는 200℃ 이상의 비점을 가지는 용매인 리튬 이차 전지용 전해질.
- 제1항에 있어서, 상기 고비점 유기 용매는 감마-부티로락톤, 에틸렌 카보네이트, 디프로필 카보네이트, 산 무수물, N-메틸 피롤리돈, N-메틸아세트아미드, N-메틸 포름아미드, 아세토니트릴, 디메틸 포름아미드, 설포란, 디메틸 설폭사이드, 디메틸 설파이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 리튬 이차 전지용 전해질.
- 제1항에 있어서, 상기 전해질은 저비점 카보네이트계 유기 용매를 더 포함하는 것인 리튬 이차 전지용 전해질.
- 제13항에 있어서, 상기 저비점 카보네이트계 유기 용매는 상기 카보네이트계 용매로는 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 메틸프로필 카보네이트(MPC), 에틸프로필 카보네이트(EPC), 메틸에틸 카보네이트(MEC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 리튬 이차 전지용 전해질.
- 제1항에 있어서, 상기 전해질은 하기 화학식 2의 방향족 탄화수소계 유기 용매를 더 포함하는 것인 리튬 이차 전지용 전해질:[화학식 2]상기 식에서 R은 할로겐 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고 n은 0 내지 6의 정수임.
- 제15항에 있어서, 상기 방향족 탄화수소계 유기용매는 벤젠, 플루오로벤젠, 톨루엔, 플루오로톨루엔, 트리플루오로톨루엔, 자일렌 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 리튬 이차 전지용 전해질.
- 제1항에 있어서, 상기 전해질은 하기 화학식 3의 유기 설폰계 화합물을 더 포함하는 리튬 이차 전지용 전해질:[화학식 3]상기 식에서 R1및 R2는 각각 독립적으로 1차, 2차 또는 3차 알킬기, 알케닐기, 아릴기 또는 사이클로 알킬기이거나 또는 R1및 R2가 함께 고리를 형성함.
- 제1항에 있어서, 상기 R1및 R2는 C1∼C4의 알킬기, C2∼C4의 알케닐기, C6∼C14의 아릴기 또는 C3∼C6의 사이클로 알킬기인 리튬 이차 전지용 전해질.
- 제1항에 있어서, 상기 R1및 R2중 어느 하나는 비닐기를 포함하는 것인 리튬 이차 전지용 전해질.
- 제17항에 있어서, 상기 유기 설폰계 화합물은 비닐 설폰, 메틸비닐 설폰, 에틸비닐 설폰, 페닐 비닐설폰, 클로로페닐비닐설폰, 플루오로페닐비닐설폰, 테트라메틸렌 설폰, 부타디엔 설폰 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 리튬 이차 전지용 전해질.
- 제17항에 있어서, 상기 유기 설폰계 화합물의 첨가량은 전해질 총량에 대하여 0.01 내지 10 중량%인 리튬 이차 전지용 전해질.
- 제21항에 있어서, 상기 유기 설폰계 화합물의 첨가량은 전해질 총량에 대하여 0.01 내지 6 중량%인 리튬 이차 전지용 전해질.
- 제1항에 있어서, 상기 전해질은 하기 화학식 4의 화합물을 더 포함하는 리튬 이차 전지용 전해질:[화학식 4]상기 식에서 R4은 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알콕시기 또는 탄소수 6 내지 10의 아릴기이고, X는 할로겐이고, m과 n은 1 내지 5의 정수이고 m+n은 6 이하임.
- 제23항에 있어서, 상기 화학식 4의 화합물은 3-플루오로아니솔, 3-클로로아니솔, 3-브로모아니솔, 4-플루오로아니솔, 4-클로로아니솔, 4-브로모아니솔, 2,4-디플루오로아니솔, 3,5-디플루오로아니솔, 3-클로로-5-플루오로아니솔 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 리튬 이차 전지용 전해질.
- 제23항에 있어서, 상기 화학식 4의 화합물의 첨가량은 전해질 총량에 대하여 0.01 내지 10 중량%인 리튬 이차 전지용 전해질.
- 제25항에 있어서, 상기 화학식 4의 화합물의 첨가량은 전해질 총량에 대하여 0.01 내지 6 중량%인 리튬 이차 전지용 전해질.
- 제1항에 있어서, 상기 전해질은 전지의 스웰링을 억제할 수 있는 첨가제를 더 포함하는 리튬 이차 전지용 전해질.
- 제27항에 있어서, 상기 스웰링을 억제할 수 있는 첨가제는 프로판설톤(propane sultone), 비스페놀, 디메틸퓨란, 1,3-프로판디올 사이클릭 설페이트, N-아세틸카프로락탐(N-acetylcaprolactam), 유기 설폰계 화합물 및 아니솔계 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 화합물인 리튬 이차 전지용 전해질.
- 리튬염; 고비점 유기 용매; 할로겐, 시아노기(CN) 및 니트로기(NO2)로 이루어진 군에서 선택되는 치환기를 가지는 카보네이트 첨가제 및 하기 화학식 3의 유기 설폰계 화합물을 포함하는 리튬 이차 전지용 전해질:[화학식 3]상기 식에서 R1및 R2는 각각 독립적으로 1차, 2차 또는 3차 알킬기, 알케닐기, 아릴기 또는 사이클로 알킬기이거나 또는 R1및 R2가 함께 고리를 형성함.
- 제29항에 있어서, 상기 R1및 R2는 C1∼C4의 알킬기, C2∼C4의 알케닐기, C6∼C14의 아릴기 또는 C3∼C6의 사이클로 알킬기인 리튬 이차 전지용 전해질.
- 제29항에 있어서, 상기 R1및 R2중 어느 하나는 비닐기를 포함하는 것인 리튬 이차 전지용 전해질.
- 제29항에 있어서, 상기 유기 설폰계 화합물은 비닐 설폰, 메틸비닐 설폰, 에틸비닐 설폰, 페닐 비닐설폰, 클로로페닐비닐설폰, 플루오로페닐비닐설폰, 테트라메틸렌 설폰, 부타디엔 설폰 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 리튬 이차 전지용 전해질.
- 제29항에 있어서, 상기 카보네이트 첨가제는 환형 카보네이트인 리튬 이차 전지용 전해질.
- 제29항에 있어서, 상기 카보네이트 첨가제는 하기 화학식 1의 카보네이트인리튬 이차 전지용 전해질:[화학식 1]상기 식에서 X는 할로겐, 시아노기(CN) 및 니트로기(NO2)로 이루어진 군에서 선택됨.
- 제29항에 있어서, 상기 카보네이트 첨가제는 플루오로에틸렌 카보네이트인 리튬 이차 전지용 전해질.
- 제29항에 있어서, 상기 카보네이트 첨가제는 전해질 총량에 대하여 0.01∼10 중량%로 사용되는 리튬 이차 전지용 전해질.
- 제36항에 있어서, 상기 카보네이트 첨가제는 전해질 총량에 대하여 0.01∼5 중량%로 사용되는 리튬 이차 전지용 전해질.
- 리튬 이온의 가역적인 인터칼레이션/디인터칼레이션 가능한 물질, 리튬이온과 가역적으로 리튬-함유 화합물을 형성할 수 있는 물질 또는 황계 화합물을 양극 활물질로 포함하는 양극;리튬 이온의 가역적인 인터칼레이션/디인터칼레이션 가능한 물질, 리튬 금속, 또는 리튬 합금을 음극 활물질로 포함하는 음극;제1항 내지 제37항중 어느 하나의 항에 따른 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지.
- 제38항에 있어서, 상기 양극 활물질은 리튬-니켈계 산화물 또는 리튬-니켈-망간계 산화물인 리튬 이차 전지.
- 제38항에 있어서, 상기 음극 활물질은 흑연인 리튬 이차 전지.
- 제40항에 있어서, 상기 흑연은 천연 흑연을 1 내지 100%로 포함하는 것인 리튬 이차 전지.
- 제38항에 있어서, 상기 리튬 이차 전지가 리튬 이온 전지 또는 리튬 폴리머 전지인 리튬 이차 전지.
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