KR20050068665A - Nonaqueous electrolyte for battery - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기용매 및 리튬염으로 이루어진 리튬 전지용 비수전해액에 있어서 하기 화학식 1의 알켄 설톤 화합물을 0.1 내지 20 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 전지용 비수전해액에 관한 것으로, 본 발명의 전지용 비수전해액은 전지 특성에 영향을 주지 않고 고온 장시간 보관시 전지의 두께 증가를 억제할 수 있어 고온 성능이 우수하고 셋트 장착 효율이 뛰어난 이점을 갖는다.The present invention relates to a nonaqueous electrolyte solution for a battery, comprising 0.1 to 20% by weight of an alkene sultone compound represented by the following formula (1) in a nonaqueous electrolyte solution for a lithium battery comprising an organic solvent and a lithium salt. It is possible to suppress the increase in thickness of the battery when stored at a high temperature for a long time without affecting the characteristics, so it has the advantage of excellent high temperature performance and excellent set mounting efficiency.

[화학식 1][Formula 1]

Description

전지용 비수전해액 {Nonaqueous Electrolyte for Battery} Nonaqueous Electrolyte for Battery {Nonaqueous Electrolyte for Battery}

본 발명은 전지용 비수전해액에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기용매 및 리튬염으로 이루어진 리튬 전지용 비수전해액에 있어서 알켄 설톤 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 고온 장시간 보관시 전지의 두께 증가를 억제할 수 있어 고온 성능이 향상된 전지용 비수전해액에 관한 것이다.The present invention relates to a non-aqueous electrolyte for batteries, and more particularly, to increase the thickness of a battery during high temperature storage for a long time, characterized in that it comprises an alkene sultone compound in a non-aqueous electrolyte for lithium batteries consisting of an organic solvent and a lithium salt. The present invention relates to a nonaqueous electrolyte for batteries having improved high temperature performance.

리튬 2차전지는 에너지 밀도가 높고 자기방전률이 낮으며 경량이라는 장점을 가지고 있어, 노트북 컴퓨터, 켐코더, 휴대폰 등의 박형 및 경량화가 요구되는 휴대전자기기의 고성능 에너지원으로 각광받고 있다. 이러한 리튬 2차전지는 코인형, 원통형, 각형 등이 있는데, 일반적으로 양극 활물질로는 리튬 금속 혼합 산화물을 사용하고, 음극 재료로는 탄소 재료 또는 리튬 금속 등을 사용한다. 리튬 전지의 3.6 내지 3.7V 정도의 평균 방전 전압은 다른 알칼리 전지나 Ni-MH 또는 Ni-Cd 전지에 비하여 높은 전력을 얻을 수 있으며 이는 리튬전지의 가장 큰 장점 중 하나이다. 이러한 높은 구동 전압을 나타내기 위해서는 4V 이상의 고전압에서 전기화학적으로 안정한 전해액 조성이 필요하다. 따라서 리튬 전지는 전해액의 용매로 탄산에틸렌 (ethylene carbonate, EC), 탄산디메틸 (dimethyl carbonate, DMC), 탄산메틸에틸(methyethyl carbonate, MEC), 탄산디에틸 (diethyl carbonate, DEC) 등의 탄산염계 유기용매를 적절히 혼합하여 사용한다. 전해액의 용질로는 통상 LiPF6, LiBF4, LiClO4, LiN(C2F5SO3 )2 등의 리튬염을 사용하며, 이들은 전지 내에서 리튬이온의 공급원으로 작용하여 리튬 전지의 기본적인 작동을 가능하게 한다.Lithium secondary batteries have high energy density, low self-discharge rate, and light weight, and thus are attracting attention as high-performance energy sources for portable electronic devices requiring thin and lightweight notebook computers, camcorders, and mobile phones. Such lithium secondary batteries include a coin type, a cylindrical shape, a square shape, and the like. Generally, a lithium metal mixed oxide is used as a positive electrode active material, and a carbon material or a lithium metal is used as a negative electrode material. The average discharge voltage of about 3.6 to 3.7V of the lithium battery can obtain a higher power than other alkaline batteries or Ni-MH or Ni-Cd batteries, which is one of the greatest advantages of the lithium battery. In order to exhibit such a high driving voltage, an electrochemically stable electrolyte composition is required at a high voltage of 4V or more. Therefore, lithium batteries are organic solvents such as ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), methyl carbonate (MEC), and diethyl carbonate (DEC). Solvents are mixed and used appropriately. As the solute of the electrolyte, lithium salts such as LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , and LiN (C 2 F 5 SO 3 ) 2 are commonly used. They act as a source of lithium ions in the battery, thereby preventing the basic operation of the lithium battery. Make it possible.

그러나 이러한 비수 전해액은 Ni-MH 또는 Ni-Cd 전지에 사용되는 수계 전해액에 비하여 이온 전도도가 현저하게 낮기 때문에 고율 충방전 등에서 불리한 점으로 작용하기도 한다. 리튬 전지의 초기 충전시 양극으로 사용되는 리튬 금속 복합 산화물로부터 나온 리튬 이온은 음극으로 사용되는 흑연 (결정질 또는 비결정질) 전극으로 이동하여, 흑연 전극의 층간에 삽입 (intercalation)된다. 이 때 리튬은 반응성이 강하므로 흑연 음극 표면에서 전해액과 음극을 구성하는 탄소가 반응하여 Li2CO3, Li2O, LiOH 등의 화합물을 형성한다. 이들 화합물은 흑연 음극의 표면에 일종의 부동태 피막 (passivation layer)을 형성하게 되는데, 이러한 피막을 SEI(Solid electrolyte interface) 필름이라고 한다. 상기 SEI 필름은 일단 형성되면 이온 터널의 역할을 수행하여 리튬 이온만을 통과시키게 된다. SEI 필름은 이러한 이온 터널의 효과로 리튬 이온을 용매화시켜, 전해액 중에서 리튬이온과 함께 이동하는 분자량이 큰 유기용매 분자, 예를 들면 EC, DMC 또는 DEC 등이 흑연 음극에 함께 삽입되어 흑연 음극의 구조를 붕괴시키는 것을 막아 준다. 일단 SEI 필름이 형성되고 나면, 리튬 이온은 다시는 흑연 음극 또는 다른 물질과 부반응을 하지 않게 되고, 상기 SEI 필름 형성에 소모된 전하량은 비가역 용량으로 방전시 가역적으로 반응하지 않는 특성을 갖는다. 따라서 더 이상의 전해액 분해가 발생하지 않고 전해액 중의 리튬 이온의 양이 가역적으로 유지되어 안정적인 충방전이 유지된다 (참조: J. Power Sources (1994) 51: 79~104).However, these nonaqueous electrolytes also have disadvantages in high rate charging and discharging, because their ionic conductivity is significantly lower than the aqueous electrolytes used in Ni-MH or Ni-Cd batteries. In the initial charging of a lithium battery, lithium ions from the lithium metal composite oxide used as the positive electrode move to the graphite (crystalline or amorphous) electrode used as the negative electrode and are intercalated between the layers of the graphite electrode. At this time, since lithium is highly reactive, the electrolyte and the carbon constituting the cathode react on the graphite cathode surface to form compounds such as Li 2 CO 3 , Li 2 O, and LiOH. These compounds form a kind of passivation layer on the surface of the graphite cathode, which is called a solid electrolyte interface (SEI) film. Once formed, the SEI film functions as an ion tunnel to pass only lithium ions. The SEI film solvates lithium ions by the effect of this ion tunnel, and organic solvent molecules having a large molecular weight, such as EC, DMC, or DEC, which move together with lithium ions in the electrolyte are inserted together in the graphite cathode to form a graphite anode. It prevents the structure from breaking down. Once the SEI film is formed, lithium ions again do not react sideways with the graphite cathode or other material, and the amount of charge consumed to form the SEI film has a property of not reversibly reacting upon discharge with an irreversible capacity. Thus, no further electrolyte decomposition occurs and the amount of lithium ions in the electrolyte is reversibly maintained to maintain stable charge and discharge (see J. Power Sources (1994) 51: 79-104).

박형의 각형 전지에서는 상술한 SEI 형성 반응 중에 탄산염계 유기용매의 분해로부터 발생하는 CO, CO2, CH4, C2H6 등의 기체 발생으로 인하여 충전시 전지의 두께가 팽창하는 문제가 발생한다 (참조: J. Power Sources (1998) 72: 66~70). 또한 만충전 상태에서 고온 저장시 (예: 4.2V까지 만충전 후 85℃에서 4시간 방치) 시간이 경과함에 따라 상기의 SEI 필름이 증가된 전기화학적 에너지와 열 에너지에 의하여 서서히 붕괴되어, 노출된 음극 표면과 주위의 전해액이 반응하는 부반응이 지속적으로 발생하게 된다. 이 때의 계속적인 기체 발생으로 인하여 전지 내부의 내압이 상승하게 되며, 그 결과 각형 전지와 PLI(Polymer lithium ion) 전지의 경우 전지의 두께가 증가하여 세트 장착 자체를 어렵게 만드는 문제가 발생한다.In the thin square battery, the thickness of the battery is expanded during charging due to the generation of gases such as CO, CO 2 , CH 4 , and C 2 H 6 generated from decomposition of the carbonate-based organic solvent during the above-described SEI formation reaction. (See J. Power Sources (1998) 72: 66-70). In addition, when stored at high temperature in a fully charged state (for example, left at 85 ° C. for 4 hours after being fully charged to 4.2V), the SEI film is gradually decayed due to increased electrochemical energy and thermal energy. Side reactions continue to occur between the cathode surface and the surrounding electrolyte. In this case, the internal pressure of the battery increases due to the continuous gas generation. As a result, in the case of the square battery and the polymer lithium ion (PLI) battery, the thickness of the battery increases, making it difficult to install the set itself.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 전지에 적용할 경우 전해액의 분해를 억제하여, 고온 방치시 전지의 두께 증가를 억제할 수 있고 전지의 고온에서의 용량 저장 특성을 향상시킬 수 있는 신규한 리튬 전지용 비수 전해액을 제공하는 것이다.The present invention is to overcome the problems of the prior art described above, the object of the present invention is to suppress the decomposition of the electrolyte when applied to the battery, it is possible to suppress the increase in the thickness of the battery when left at high temperature and the capacity at high temperatures of the battery It is to provide a novel nonaqueous electrolyte solution for lithium batteries capable of improving storage characteristics.

즉, 본 발명은 유기용매 및 리튬염으로 이루어진 리튬 전지용 비수전해액에 있어서 알켄 설톤 화합물을 0.1 내지 20 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 전지용 비수전해액을 제공하는 것이다. That is, the present invention provides a nonaqueous electrolyte solution for a battery comprising 0.1 to 20% by weight of an alkene sultone compound in a nonaqueous electrolyte solution for a lithium battery composed of an organic solvent and a lithium salt.

이하에서 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 비수전해액은 리튬염이 용해된 유기용매에 하기 화학식 1의 알켄 설톤 화합물을 0.1 내지 20 중량% 포함하는 것을 특징으로 한다.Non-aqueous electrolyte of the present invention is characterized in that it comprises 0.1 to 20% by weight of an alkene sultone compound of the formula (1) in an organic solvent in which lithium salt is dissolved.

상기 식에서, n은 2 내지 5 사이의 정수이다.Wherein n is an integer between 2 and 5.

본 발명의 알켄 설톤 화합물은 에틸렌 설톤(ethylene sultone), 프로필렌 설톤(propylene sultone), 부틸렌 설톤(butylene sultone), 이소부틸렌 설톤 등을 포함한다. 이러한 알켄 설톤 화합물의 첨가량은 0.1 내지 20 중량%이고, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%이며, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 2 중량%이다. 본 발명에서 이러한 알켄 설톤 화합물의 첨가량이 0.1중량% 미만이면 본 발명에서 의도하는 전해액 분해의 억제에 의한 두께 증가 억제 효과가 미미하게 되고, 이와 반대로 20중량%를 초과하는 경우에는 최종 전지의 초기 용량이 감소되는 문제가 발생할 수 있기 때문에, 알켄 설톤 화합물의 첨가량은 상기 범위 내인 것이 바람직하다. Alkene sultone compounds of the present invention include ethylene sultone, propylene sultone, butylene sultone, isobutylene sultone and the like. The addition amount of such an alkene sultone compound is 0.1-20 weight%, Preferably it is 0.1-5 weight%, More preferably, it is 0.1-2 weight%. When the amount of the alkene sultone compound added in the present invention is less than 0.1% by weight, the effect of suppressing the increase in thickness due to the inhibition of the decomposition of the electrolytic solution intended in the present invention is insignificant. Since this reduced problem may occur, the amount of the alkene sultone compound added is preferably within the above range.

본 발명에서 전해액으로는 탄산염계 유기용매를 사용하고 용질로는 LiPF6 등의 리튬염을 사용할 수 있다. 본 발명의 전지용 비수전해액의 바람직한 조성의 일례는 리튬염이 0.8 내지 2M로 용해된 환형 탄산염계 유기용매와 선형 탄산염계 유기용매 등의 혼합 유기용매 중에 알켄 설톤 화합물을 0.1 내지 20 중량% 포함하는 것이다.In the present invention, a carbonate organic solvent may be used as the electrolyte, and a lithium salt such as LiPF 6 may be used as the solute. An example of a preferable composition of the battery nonaqueous electrolyte of the present invention is to contain 0.1 to 20% by weight of an alkene sultone compound in a mixed organic solvent such as a cyclic carbonate organic solvent and a linear carbonate organic solvent in which lithium salt is dissolved at 0.8 to 2 M. .

본 발명에서 사용가능한 비수전해액의 유기용매로는 예를들면 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, γ-부틸로락톤 등의 환상 카보네이트 화합물 (Cyclic carbonate), 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 디프로필카보네이트, 메틸프로필카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 에틸프로필카보네이트 등의 선형 카보네이트 화합물(Chain carbonate), 프로필아세테이트, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 메틸프로피온산, 에틸프로피온산 등을 들 수 있다. 본 발명에서 유기 용매는 바람직하게 환형 탄산염계 유기용매(예컨대, 탄산 에틸렌 및 탄산프로필렌)와 선형 탄산염계 유기용매 (예컨대, 탄산디메틸, 탄산디에틸, 탄산에틸메틸, 탄산메틸프로필)를 2종 이상 혼합하여 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 바람직한 유기 용매의 예는 탄산에틸렌과 탄산디메틸을 혼합한 것이다. As the organic solvent of the non-aqueous electrolyte which can be used in the present invention, for example, cyclic carbonate compounds (Cyclic carbonate) such as ethylene carbonate, propylene carbonate, γ-butyrolactone, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dipropyl carbonate, methyl propyl carbonate And linear carbonate compounds such as ethyl methyl carbonate and ethyl propyl carbonate, propyl acetate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl propionic acid, ethyl propionic acid, and the like. In the present invention, the organic solvent is preferably a cyclic carbonate organic solvent (for example, ethylene carbonate and propylene carbonate) and a linear carbonate organic solvent (for example, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, methyl propyl). It is more preferable to mix and use. Examples of preferred organic solvents are a mixture of ethylene carbonate and dimethyl carbonate.

상술한 유기용매 이외에도, 필요에 따라 아세트산프로필, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 프로피온산메틸 및 프로피온산에틸 등으로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 또는 그 이상을 추가로 혼합하여 사용할 수도 있다. 각 군으로부터 선택된 유기용매의 혼합비는 본 발명의 목적을 저해하지 않는 한 특별히 제한되지 아니하며, 통상의 리튬 전지용 비수전해액 제조시의 혼합비를 따른다.In addition to the above-mentioned organic solvent, one or more selected from the group consisting of propyl acetate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate and the like may be further mixed and used as necessary. The mixing ratio of the organic solvent selected from each group is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired, and the mixing ratio in the production of a non-aqueous electrolyte for lithium batteries is generally used.

한편, 본 발명의 비수전해액에 포함되는 리튬염으로는 LiPF6, LiClO4, LiAsF6, LiBF4, LiN(C2F5SO3)2 등으로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 또는 그 이상을 사용하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 LiPF6를 사용한다. 본 발명에서 리튬염의 농도는 바람직하게 0.8 ~ 2 M 범위인데, 리튬염의 농도가 0.8 M 미만이면 전해액의 전도도가 낮아짐으로써 전해액 성능이 저하되고, 2 M을 초과하는 경우 저온에서 점도 증가로 인해 저온 성능이 저하된다.Meanwhile, as the lithium salt contained in the nonaqueous electrolyte of the present invention, one or more selected from the group consisting of LiPF 6 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiN (C 2 F 5 SO 3 ) 2 , and the like are used. Preferably, LiPF 6 is used. In the present invention, the concentration of the lithium salt is preferably in the range of 0.8 ~ 2 M, when the concentration of the lithium salt is less than 0.8 M, the conductivity of the electrolyte is lowered, the performance of the electrolyte is lowered, if it exceeds 2 M low temperature performance due to the increase in viscosity at low temperatures Is lowered.

본 발명의 전지용 비수전해액을 사용하여 통상의 방법에 따라 리튬 전지를 제조할 수 있으며, 이와 같이 제조된 리튬 전지는 충방전 수명 성능 및 고온 (90℃) 방치 시 전해액의 분해에 따른 전지 내부의 기체 발생이 억제되기 때문에, 전지의 두께가 팽창하는 부풀림 현상이 방지되고 고온에서의 용량 저장특성 또한 우수하다.The lithium non-aqueous electrolyte solution of the present invention can be used to manufacture a lithium battery according to a conventional method, and the lithium battery thus prepared is a gas inside the battery due to charge and discharge life performance and decomposition of the electrolyte when left at a high temperature (90 ° C.). Since the occurrence is suppressed, the swelling phenomenon in which the thickness of the battery is expanded is prevented, and the capacity storage characteristic at high temperature is also excellent.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but these examples are for illustrative purposes only and should not be construed as limiting the present invention.

실시예 1-2Example 1-2

에틸렌카보네이트(EC), 에틸메틸카보네이트(EMC), 디에틸카보네이트(DEC)를 1:1:1의 비율로 혼합한 용매에 용질로서 LiPF6을 1M 용해시킨 것을 기본 전해액으로 하고, 이러한 기본 전해액에 에틸렌 설톤을 하기 표 1에 표시한 양으로 첨가하여 최종 비수전해액을 수득하였다. 이와 같이 하여 제조된 전지용 비수전해액을 이용하여 각형 전지를 제조하되, 음극 활물질로는 흑연을 사용하였고, 결착제로 불화비닐리덴수지(PVDF)를 사용하였다. 양극 활물질로는 LiCoO2를 사용하였고 결착제로 PVDF를 사용하였으며 도전제로 아세틸렌블랙을 사용하였다. 이와 같이 하여 제조된 전지의 특성을 평가하여 하기 표 2에 나타내었다.1 M of LiPF 6 dissolved as a solute in a solvent mixed with ethylene carbonate (EC), ethyl methyl carbonate (EMC), and diethyl carbonate (DEC) in a ratio of 1: 1: 1 was used as the basic electrolyte solution. Ethylene sultone was added in the amounts shown in Table 1 below to obtain a final nonaqueous electrolyte. A rectangular battery was prepared using the nonaqueous electrolyte solution prepared in this manner, but graphite was used as a negative electrode active material, and vinylidene fluoride resin (PVDF) was used as a binder. LiCoO 2 was used as a cathode active material, PVDF was used as a binder, and acetylene black was used as a conductive agent. Thus, the characteristics of the battery prepared as shown in Table 2 below.

비교예 1Comparative Example 1

알켄 설톤 화합물을 첨가하지 않고 에틸렌카보네이트(EC), 에틸메틸카보네이트(EMC), 디에틸카보네이트(DEC)를 1:1:1의 비율로 혼합한 용매에 용질로서 LiPF6를 1M 용해시킨 기본 전해액을 이용하여 전지를 제조하고 그와 같이 하여 수득된 전지의 특성을 평가하여 그 결과를 하기 표 2에 함께 나타내었다.A basic electrolyte solution in which 1 M of LiPF 6 was dissolved as a solute in a solvent mixed with ethylene carbonate (EC), ethyl methyl carbonate (EMC), and diethyl carbonate (DEC) in a ratio of 1: 1: 1 without adding an alkene sultone compound was added. It was used to prepare a battery and to evaluate the characteristics of the battery thus obtained and the results are shown in Table 2 together.

비교예 2Comparative Example 2

에틸렌카보네이트(EC), 에틸메틸카보네이트(EMC), 디에틸카보네이트(DEC)를 1:1:1의 비율로 혼합한 용매에 용질로서 LiPF6를 1M 용해시킨 기본 전해액에 프로판 설톤을 2중량%를 첨가하여 최종 비수전해액을 수득하고 이를 이용하여 전지를 제조한 후, 그와 같이 하여 수득된 전지의 특성을 평가하여 그 결과를 하기 표 2에 함께 나타내었다.2% by weight of propane sultone was added to a basic electrolyte solution in which 1 M of LiPF 6 was dissolved as a solute in a solvent in which ethylene carbonate (EC), ethyl methyl carbonate (EMC), and diethyl carbonate (DEC) were mixed at a ratio of 1: 1: 1. The final non-aqueous electrolyte was added to prepare a battery using the same, and the characteristics of the battery thus obtained were evaluated, and the results are shown in Table 2 together.

실시예 3 ∼ 7Examples 3-7

알켄 설톤 화합물로서 프로필렌 설톤 (propylene sultone)을 하기 표 1에 표시한 양으로 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 전지를 제조한 후, 그와 같이 하여 수득된 전지의 특성을 평가하여 그 결과를 하기 표 2에 함께 나타내었다.Except that propylene sultone was added in the amount shown in Table 1 as an alkene sultone compound, the battery was prepared in the same manner as in Example 1, and the characteristics of the battery thus obtained were evaluated. The results are shown in Table 2 together.

비교예 3Comparative Example 3

알켄 설톤 화합물로서 프로필렌 설톤을 첨가하되 본 발명의 범위 밖의 첨가량(0.01 중량%)으로 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 전지를 제조한 후, 그와 같이 하여 수득된 전지의 특성을 평가하여 그 결과를 하기 표 2에 함께 나타내었다. The characteristics of the battery obtained as described above were prepared in the same manner as in Example 1 except that propylene sultone was added as an alkene sultone compound but added in an amount of addition (0.01 wt%) outside the range of the present invention. To evaluate the results are shown in Table 2 together.

실시예 8 ∼ 9Examples 8-9

알켄 설톤 화합물로서 부틸렌 설톤 (buthylene sultone)을 하기 표 1에 표시한 양으로 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 전지를 제조한 후, 그와 같이 하여 수득된 전지의 특성을 평가하여 그 결과를 하기 표 2에 함께 나타내었다. After preparing a battery in the same manner as in Example 1 except that butylene sultone was added in the amount shown in Table 1 as an alkene sultone compound, the characteristics of the battery thus obtained were obtained. The results are shown together in Table 2 below.

첨가제additive 첨가량 (중량%)Added amount (% by weight) 비교 예1Comparative Example 1 -- -- 비교 예2Comparative Example 2 프로판 설톤Propane sultone 22 비교예 3Comparative Example 3 프로필렌 설톤Propylene sultone 0.010.01 실시 예 1Example 1 에틸렌 설톤Ethylene sultone 1One 실시 예 2Example 2 에틸렌 설톤Ethylene sultone 22 실시 예 3Example 3 프로필렌 설톤Propylene sultone 0.10.1 실시 예 4Example 4 프로필렌 설톤Propylene sultone 1One 실시 예 5Example 5 프로필렌 설톤Propylene sultone 22 실시 예 6Example 6 프로필렌 설톤Propylene sultone 1010 실시 예 7Example 7 프로필렌 설톤Propylene sultone 2020 실시 예 8Example 8 부틸렌 설톤Butylene Sultone 1One 실시 예 9Example 9 부틸렌 설톤Butylene Sultone 22

충전 후 85℃에서의 전지 두께 변화Battery thickness change at 85 ° C after charging 충전후두께변화(%)Thickness change after charging (%) 85℃4시간 후두께변화(%)Thickness change after 85 ℃ for 4 hours (%) 85℃96시간 후두께변화(%)Thickness change after 85 ℃ 96 hours (%) 85℃96시간 후잔존용량(%)Capacity remaining after 85 ℃ 96 hours (%) 300 사이클후잔존용량(%)Capacity remaining after 300 cycles (%) 비교 예1Comparative Example 1 8.58.5 22.322.3 46.846.8 42.142.1 52.152.1 비교 예2Comparative Example 2 3.53.5 8.38.3 19.519.5 73.273.2 82.182.1 비교예 3Comparative Example 3 7.87.8 18.318.3 45.245.2 43.243.2 51.751.7 실시예 1Example 1 3.93.9 4.84.8 7.67.6 80.480.4 76.576.5 실시예 2Example 2 2.82.8 4.14.1 6.96.9 78.578.5 73.173.1 실시예 3Example 3 4.54.5 5.75.7 12.512.5 56.456.4 62.362.3 실시예 4Example 4 2.82.8 4.84.8 6.26.2 82.582.5 85.685.6 실시예 5Example 5 3.03.0 3.53.5 5.35.3 84.684.6 82.182.1 실시예 6Example 6 2.72.7 3.23.2 4.24.2 76.276.2 77.377.3 실시예 7Example 7 3.13.1 3.23.2 4.84.8 80.380.3 72.172.1 실시예 8Example 8 2.92.9 3.73.7 5.25.2 75.375.3 72.872.8 실시예 9Example 9 3.53.5 4.64.6 6.46.4 77.277.2 73.473.4

전지 특성 평가 방법Battery Characteristic Evaluation Method

* 300 사이클후 잔존용량: 전지를 4.2V까지 충전한 후 방전시키는 것을 1 사이클로 하여 300 사이클 실시한 후 전지의 잔종 용량(mAh)을 측정하였다.* Remaining capacity after 300 cycles: After the battery was charged to 4.2V and discharged as one cycle for 300 cycles, the remaining capacity (mAh) of the battery was measured.

* 고온에서의 두께 변화: 85℃ 고온에서의 두께 변화는 전지를 4.2V까지 만충전한 후 열풍오븐 내의 두께 측정용 게이지 사이에 전지를 고정시킨 후 300G의 무게를 가한 후 4시간 및 96 시간에 측정하였다.* Thickness change at high temperature: The temperature change at 85 ℃ is measured 4 hours and 96 hours after the battery is fully charged up to 4.2V and the battery is fixed between the thickness measuring gauges in the hot air oven after weighing 300G. It was.

* 전류/전압순환분극법(Cyclic Voltametry): 실시예 1 및 비교예 1의 전지의 전기화학적 특성을 평가하기 위하여 아래의 조건 하에서 전류/전압순환분극실험에 의해 작동 전극에 전압을 걸고 시간에 따라 전압을 변화시켜가면서 이에 따른 전류를 전압의 함수로 측정하여 그 결과를 각각 도 1a 및 도 1b에 도시하였다. 작동 전극: Anode Material (MCF), 참조 전극: Li-금속, 카운터 전극: Li-금속, 전압 범위: 3.5V~0V, 스켄 레이트(Scan rate): 0.1 mV/s, 3 사이클.* Current / voltage cyclic polarization (Cyclic Voltametry): In order to evaluate the electrochemical characteristics of the batteries of Example 1 and Comparative Example 1 by applying a voltage to the working electrode by the current / voltage cyclic polarization experiment under the following conditions As the voltage was changed, the current was measured as a function of the voltage, and the results are shown in FIGS. 1A and 1B, respectively. Working electrode: Anode Material (MCF), reference electrode: Li-metal, counter electrode: Li-metal, voltage range: 3.5V to 0V, scan rate: 0.1 mV / s, 3 cycles.

본 발명의 전지용 비수전해액을 적용한 전지는 고온 장시간 보관시 전지의 두께 증가가 억제되어 고온 성능이 우수하며 셋트 장착 효율이 뛰어난 이점을 갖는다. The battery to which the nonaqueous electrolyte solution for a battery of the present invention is applied has an advantage in that the increase in the thickness of the battery is suppressed when stored for a long time at high temperature, thereby having excellent high temperature performance and excellent set mounting efficiency.

도 1a는 본 발명에 의한 전지의 전기화학적 특성을 전류/전압순환분극법에 의해 평가한 결과를 도시한 그래프, Figure 1a is a graph showing the results of the evaluation of the electrochemical characteristics of the battery according to the present invention by the current / voltage cyclic polarization method,

도 1b는 비교예에 의한 전지의 전기화학적 특성을 전류/전압순환분극법에 의해 평가한 결과를 도시한 그래프도이다.1B is a graph showing the results of evaluating the electrochemical characteristics of the battery according to the comparative example by the current / voltage cyclic polarization method.

Claims (4)

유기용매 및 리튬염으로 이루어진 리튬 전지용 비수전해액에 있어서 하기 화학식 1의 알켄 설톤화합물을 0.1 내지 20 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 전지용 비수전해액.A non-aqueous electrolyte solution for a battery, comprising 0.1 to 20% by weight of an alkene sultone compound represented by Formula 1 in a non-aqueous electrolyte solution for a lithium battery comprising an organic solvent and a lithium salt. [화학식 1][Formula 1] 상기 식에서, n은 2 내지 5의 정수이다.Wherein n is an integer from 2 to 5. 제 1항에 있어서, 상기 비수전해액의 용매는 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 디메틸카보네이트(DMC),디에틸카보네이트(DEC),에틸메틸카보네이트(EMC), 플루오로벤젠(FB)로 구성되는 군으로부터 선택되는 1 종류 또는 2 종류 이상의 혼합 유기용매인 것을 특징으로 하는 전지용 비수전해액.The method of claim 1, wherein the solvent of the non-aqueous electrolyte is ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), fluorobenzene (FB) A nonaqueous electrolyte solution for batteries, characterized in that it is one or two or more mixed organic solvents selected from the group consisting of: 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 리튬염은 LiPF6, LiBF4, LiClO4,, LiN(C2F5SO3)2, LiN(C2F5SO2) 2, LiN(CF3SO2)2로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2 종류 이상이며, 전해액 중 리튬염의 농도는 0.8 ~ 2 M인 것을 특징으로 하는 전지용 비수전해액.The method of claim 1, wherein the lithium salt is LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiN (C 2 F 5 SO 3 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2) is at least one or two selected from the group consisting of 2, the electrolytic solution of the lithium salt concentration in the non-aqueous electrolyte battery, characterized in that 0.8 ~ 2 M. 음극, 양극 및 전해액으로 구성되는 전지에 있어서, 상기 전해액이 제 1항의 비수전해액인 것을 특징으로 하는 전지.A battery comprising a negative electrode, a positive electrode, and an electrolyte solution, wherein the electrolyte solution is the nonaqueous electrolyte solution of claim 1.
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