KR20060114919A

KR20060114919A - 성능을 향상시키는 비수성 전해액 및 이를 포함하는 리튬이차 전지

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Publication number: KR20060114919A
Application number: KR1020050037135A
Authority: KR
Inventors: 임근영; 배준성; 노석명; 박선주; 최용수
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2005-05-03
Filing date: 2005-05-03
Publication date: 2006-11-08
Also published as: KR100833041B1

Abstract

본 발명은 (a) 전해질 염; (b) 플루오르에틸렌 카보네이트(FEC)를 함유하는 전해액 용매; (c) 상기 전해액 용매보다 환원 전위가 낮은 화합물; 및 (d) 니트릴기(-CN) 함유 화합물을 포함하는 전지용 전해액 및 상기 전해액을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다.

본 발명에 따른 리튬 이차 전지는 전해액 용매보다 낮은 환원 전위를 갖는 화합물과 니트릴기 함유 화합물을 전해액 구성 성분으로 병용함으로써, 전지의 사이클 특성 및 고온 성능을 동반 향상시킬 수 있다.

전해액, 니트릴기, 환원 전위, 리튬 이차 전지, 용량, 사이클 특성

Description

성능을 향상시키는 비수성 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지{NONAQUEOUS ELECTROLYTE FOR IMPROVING PERFORMANCE AND LITHIUM SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME}

본 발명은 전해액 성분으로 병용하는 화합물들로 인해 제반 성능이 향상된 리튬 이차 전지에 관한 것이다.

최근 전자기기의 소형화 및 경량화 추세에 따라, 전원으로 작용하는 전지도 소형화 및 경량화가 요구되고 있다. 소형 경량화 및 고용량으로 충방전 가능한 전지로서 리튬 계열 이차전지가 실용화되고 있으며, 소형 비디오 카메라, 휴대전화, 노트퍼스컴 등의 휴대용 전자 및 통신기기 등에 이용되고 있다.

리튬 이차 전지는 양극, 음극, 전해질로 구성되며, 첫번째 충전에 의해 양극 활물질로부터 나온 리튬 이온이 음극활물질, 예컨대 카본 입자 내에 삽입되고 방전시 다시 탈리되는 등의 양 전극을 왕복하면서 에너지를 전달하는 역할을 하기 때문에 충방전이 가능하게 된다.

리튬 이차 전지의 평균 방전 전압은 3.6 ~ 3.7V 정도로 다른 알칼리 전지, 예컨대 Ni-MH 전지, Ni-Cd 전지 등에 비하여 높은 전력을 얻을 수 있으나, 이러한 높 은 구동 전압을 얻기 위해서는 충방전 전압 영역인 0 ~ 4.2V에서 전기화학적으로 안정한 전해액 조성물이 요구된다.

종래 전해액으로서 미국 특허 제 5,521,027호 및 제 5,525,443호에는 리튬 이온을 충분히 해리시킬 수 있는 극성이 큰 환형 카보네이트만을 사용하는 경우 점도가 커져서 이온 전도도가 작아지므로, 점도를 줄이기 위해 극성은 작지만 저점도인 선형 카보네이트를 섞은 혼합 전해액이 기재되어 있다.

선형 카보네이트로는 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 에틸메틸 카보네이트(EMC) 등을 대표적으로 들 수 있는데, 이들 중 EMC는 가장 낮은 어는점(-55℃)을 가져 우수한 저온 및 수명 성능을 나타낸다. 환형 카보네이트로는 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC) 등을 들 수 있는데, 이들 중 PC는 저온 성능은 좋지만 충전시 음극, 예컨대 흑연화 탄소와의 급격한 반응으로 인해 다량 사용하는 것이 어렵다. 또한, 음극에서 안정한 보호막을 형성하는 EC를 사용하기도 하나, EC의 높은 녹는점으로 인해 EC의 양이 많아질수록 저온 성능이 저하되는 문제점이 있다. 게다가 전술한 전해액 용매가 각각 정도의 차이는 있으나, 대부분 양극 및/또는 음극의 표면에서 전해액의 분해가 발생하여 전지의 성능 및 안전성이 저하되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, EC보다 반응성이 좋은 플루오르에틸렌 카보네이트(FEC)를 전해액 구성 성분으로 사용하기도 하였으나, FEC의 낮은 환원 전위로 인해 종래 사용되던 전해액 첨가제를 이용할 수 없었으며, 이로 인해 전지의 용량 감소, 사이클 특성 저하, 고온 성능 저하 등의 제반 성능 저하가 발생하였 다.

본 발명자는 상기의 문제점을 고려하여, 전지용 전해액 용매, 예컨대 플루오르에틸렌카보네이트(FEC)보다 낮은 환원 전위를 갖는 화합물과 니트릴기 함유 화합물을 전해액에 함께 첨가하면, 리튬 이차 전지의 사이클 특성과 고온 성능을 동반 향상시킨다는 것을 발견하였다.

이에 본 발명은 상기 전해액 첨가제를 포함하는 전지용 전해액 및 상기 전해액을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명은 통상적인 전지용 전해액 용매, 바람직하게는 플루오르에틸렌 카보네이트(fluoroethylene carbonate: FEC) 보다 환원전위가 낮은 화합물 및 니트릴기 함유 화합물을 전해액 구성 성분으로 병용하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 특징으로 인해, 본 발명의 리튬 이차 전지는 제반 성능, 예컨대 전지의 사이클 특성 및 고온 성능의 향상을 도모할 수 있다.

우선, 1) 본 발명은 전해액 용매, 예컨대 FEC 보다 낮은 환원 전위를 갖는 화 합물로 인해 전지의 장수명 특성을 나타낼 수 있다.

즉, 리튬 이차 전지는 첫 번째 충전 과정시 전지의 음극에서 음극활물질인 탄소 입자의 표면과 전해액이 반응하여 고체 전해질 계면(solid electrolyte interface: SEI) 막을 형성하게 되는데, 형성된 SEI 막은 카본재와 전해액 용매와의 부반응; 및 전해액 용매의 음극재로의 삽입(co-intercalation)으로 인한 음극재의 붕괴 등을 방지할 뿐만 아니라 종래 리튬 이온의 터널로서의 역할을 충실히 수행함으로써 전지의 성능 저하를 최소화한다. 그러나, 종래 카보네이트계 유기용매에 의해 형성된 SEI 막은 약하며 porous하고 조밀하지 못하여 리튬 이온의 이동이 원활히 이루어지지 못한다. 따라서, 가역성 리튬 양의 감소에 의해 충방전 진행에 따른 비가역 반응을 증가시켜 전지의 용량 및 수명 특성 저하가 초래된다. 또한, 전술한 문제점을 해결하기 위해 전해액 첨가제를 사용하기도 하였으나, 이때 전해액 용매가 통상적인 전해액 용매보다 낮은 환원 전위를 갖는 플루오르에틸렌 카보네이트(FEC)인 경우 적절한 전해액 첨가제 성분을 사용하기가 용이하지 않았다.

그러나, 본 발명에서는 전해액 구성 성분으로 사용되는 종래 카보네이트계 용매 뿐만 아니라 FEC 보다 낮은 환원 전위를 갖는 화합물이 전지의 초기 충전시 전해액 용매보다 먼저 음극재 표면상에 견고하고 조밀한 SEI 막을 형성함으로써, 전지의 용량 저하 최소화 및 수명 특성 향상을 도모할 수 있다.

2) 본 발명은 전해액 구성 성분으로 포함되는 니트릴기 함유 화합물로 인해 전지의 고온 성능을 향상시킬 수 있다.

종래 리튬 이차 전지는 충방전 사이클이 진행되면서 여러 가지 요인에 의해 전 지의 용량 저하가 발생하게 되며, 특히 고온 환경하에서는 더욱 더 용량이 현저히 감소된다.

이에 비해, 본 발명의 니트릴기 함유 화합물은 화합물 내 존재하는 강한 극성의 니트릴기(-CN)가 고온에서 양극 표면과 강하게 결합하여 착물(complex)를 형성하게 되며, 이 형성된 착물은 양극 표면의 활성 부위(active site)를 차단(masking)시키는 보호막으로 작용하여 충방전 진행시 전이금속의 일부가 용출되어 음극에 석출되는 것을 막을 수 있다. 뿐만 아니라, 전해액과 양극의 반응으로부터 발생하는 부반응 및 가스 발생을 억제하여 고온에서도 리튬을 원활하게 흡장 및 방출시켜 수명 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

나아가, 상기 니트릴기 함유 화합물은 전해액과 양극의 반응으로부터 발생하는 열과 양극의 구조 붕괴로부터 발생하는 열을 제어하고, 이로부터 발생되는 발열량을 낮추어 과충전, 내부 단락 파괴 또는 고온 노출시 양극의 구조붕괴로부터 방출되는 산소에 의해 전해액의 연소가 가속화되고 열폭주가 발생하여 전지의 발화 및 파열이 일어나는 것을 방지할 수 있다.

3) 전술한 FEC 함유 전해액 용매보다 낮은 환원 전위를 갖는 화합물과 니트릴기 함유 화합물을 병용하는 경우, 음극 표면상에 형성된 부동태 막(passivation layer)과 양극활물질 표면상에 형성된 니트릴기 함유 화합물의 보호막으로 인해, 충방전이 진행되는 동안 양(兩) 전극에서의 안정된 보호층으로부터 얻어지는 상승(synergy) 효과로 전지의 사이클 특성 향상 및 고온 특성을 동반 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따른 전해액의 구성 성분 중 하나는 전술한 통상적인 전지용 전해액 용매, 바람직하게는 플루오르에틸렌 카보네이트(FEC) 보다 환원 전위가 낮은 화합물이다.

통상적인 전지용 용매는 전지의 작동 전압인 5V 이하에서 분해되지 않으며, 일반적인 카보네이트의 경우 6 ~ 7V 범위에서 분해반응이 발생한다. 특히, 플루오르에틸렌 카보네이트는 통상적인 전지용 용매보다 현저히 낮은 약 2.8 ~ 3.0V 범위에서 분해반응이 일어나는 것으로 알려진다. 따라서, 상기 전해액 용매보다 환원 전위가 낮은 화합물로는 통상적인 전지의 작동 범위(< 5V) 보다 낮은 범위에서 환원되는 화합물을 사용할 수 있으며, 특히 2.8V 이하의 환원 전위를 갖는 화합물이 바람직하다.

사용 가능한 화합물의 비제한적인 예로는 프로펜 설톤(propene sultone: PS), 에틸렌 설파이트(ethylene sulfite: ES), 숙신산 무수물(succinic anhydride: SA), 디플루오로 에틸렌 카보네이트(difluoro ethylene carbonate: F2EC) 또는 이들의 혼합물 등이 있으며, 사용하고자 하는 용매 종류에 따라 적절히 변경하여 사용할 수 있다. 전술한 화합물들은 약 2.4 내지 2.8V 범위의 환원 전위를 가짐에 따라 통상적인 전해액 용매 뿐만 아니라 FEC 보다 먼저 분해하여 견고하고 조밀한 SEI 막을 형성하게 된다. 상기에 기재된 화합물 이외에 전술한 범위의 환원 전위를 갖는 화합물도 본 발명의 범주에 속한다.

상기 화합물의 함량은 전지의 사이클 수명 특성을 향상시키고자 하는 목표에 따라 달라지나, 전해액 100 중량% 당 1 내지 5 중량% 범위가 바람직하다. 1 중량% 미만을 사용하는 경우 원하는 사이클 특성 향상 효과가 미미하며, 5 중량%를 초과하는 경우 Cell의 내부 저항이 크게 증가하여 성능을 저하하는 문제가 발생할 수 있다.

본 발명에 따른 전해액 구성 성분 중 다른 하나는 니트릴기를 함유하는 화합물이다.

상기 니트릴기 함유 화합물은 탄소수 2 내지 6의 지방족 또는 방향족 화합물이 모두 사용 가능하며, 1 내지 2개의 니트릴기를 포함하는 모노니트릴 및 디니트릴 화합물이 바람직하다. 특히, 지방족 디니트릴(aliphatic dinitrile) 화합물이 더욱 바람직하다.

상기 지방족 디니트릴(aliphatic dinitrile) 화합물은 하나 이상의 치환체를 갖는 탄소수 1 내지 12의 선형 또는 분지형 디니트릴 화합물로서, 이의 비제한적인 예로는 숙시노니트릴, 세바코니트릴, 글루타로니트릴, 아디포니트릴, 1,5-디사이노펜탄, 1,6-디시아노헥산, 1,7-디시아노헵탄, 1,8-디시아노옥탄, 1,9-디시아노노난, 1,10-디시아노데칸, 1,12-디시아노도데칸, 테트라메틸숙시노니트릴, 2-메틸글루타로니트릴, 2,4-디메틸글루타로니트릴, 2,2,4,4-테트라메틸글루타로니트릴, 1,4-디사이노펜탄, 2,5-디메틸-2,5-헥산디카르보니트릴, 2,6-디시아노헵탄, 2,7-디시아노옥탄, 2,8-디시아노노난, 1,6-디시아노데칸 또는 이들의 혼합물 등이 있다. 특히, 숙시노니트릴, 아디포니트릴 또는 세바코니트릴 화합물이 바람직하다.

니트릴기 함유 화합물은 전해액으로 사용되는 용매에 대한 용해도에 따라 최대 사용량이 결정되나, 전해액 100 중량% 당 0.1 내지 5 중량% 범위가 바람직하다. 0.1 중량% 미만인 경우 고온 성능 향상 효과가 미미하며, 5 중량%를 초과하는 경우 전해액의 점도가 과도하게 증가하여 상온 특성 및 저온 특성의 저하가 발생할 수 있다.

상기 화합물이 함께 첨가될 전지용 전해액은 당업계에 알려진 통상적인 전해액 성분, 예컨대 전해질 염과 유기용매를 포함한다. 특히, 유기용매는 특별한 제한은 없으나, 플루오르에틸렌 카보네이트(FEC)를 단독 사용하거나 또는 상기 FEC를 통상적인 전지용 용매와 혼용할 수 있으며, 바람직하게는 선형 에스테르계, 환상 카보네이트 용매 등과 혼용하는 것이다. 높은 유전율을 가진 반면 점도가 높은 환상 카보네이트에 점도가 낮은 선형 유기용매를 혼용할 경우 리튬 이온의 삽입 및 탈리를 높일 수 있기 때문이다.

사용 가능한 전해질 염은 A⁺B^-와 같은 구조의 염으로서, A⁺는 Li⁺, Na⁺, K⁺와 같은 알칼리 금속 양이온 또는 이들의 조합으로 이루어진 이온을 포함하고, B^-는 PF₆ ^-, BF₄ ^-, Cl^-, Br^-, I^-, ClO₄ ^-, ASF₆ ^-, CH₃CO₂ ^-, CF₃SO₃ ^-, N(CF₃SO₂)₂ ^-, C(CF₂SO₂)₃ ^-와 같은 음이온 또는 이들의 조합으로 이루어진 이온을 포함하는 염이다. 특히, 리튬염이 바람직하다.

상기 환상 카보네이트의 비제한적인 예로는 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸렌 카보네이트(EC), 디에틸카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트(DMC), 디프로필카보네이트(DPC), 디메틸설폭사이드, 아세토니트릴, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 테트라 하이드로퓨란, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 에틸메틸카보네이트(EMC), 감마 부티로락톤(γ-부티로락톤), 플루오르에틸렌 카보네이트(FEC) 또는 이들의 혼합물 등이 있으며, 선형 에스테르계 용매의 비제한적인 예로는 포름산 메틸, 포름산 에틸, 포름산 프로필, 초산 메틸, 초산 에틸, 초산 프로필, 초산 펜틸, 프로피온산 메틸, 프로피온산 에틸, 프로피온산 에틸, 프로피온산 부틸 또는 이들의 혼합물 등이 있다.

본 발명은 a) 양극; b) 음극; c) 상기 전해액 첨가제가 첨가된 전해액; 및 d) 분리막을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다. 이때, 리튬 이차 전지는 리튬 금속 이차 전지, 리튬 이온 이차 전지, 리튬 폴리머 이차 전지 또는 리튬 이온 폴리머 이차 전지 등을 포함한다.

본 발명의 리튬 이차 전지는 당 기술 분야에 알려져 있는 통상적인 방법으로 양극과 음극 사이에 다공성의 분리막을 넣고 상기 전해액을 투입하여 제조할 수 있다.

양극활물질은 LiM_xO_y(M = Co, Ni, Mn, Co_aNi_bMn_c)와 같은 리튬 전이금속 복합산화물(예를 들면, LiMn₂O₄ 등의 리튬 망간 복합산화물, LiNiO₂ 등의 리튬 니켈 산화물, LiCoO₂ 등의 리튬 코발트 산화물 및 이들 산화물의 망간, 니켈, 코발트의 일부를 다른 전이금속 등으로 치환한 것 또는 리튬을 함유한 산화바나듐 등) 또는 칼코겐 화합물(예를 들면, 이산화망간, 이황화티탄, 이황화몰리브덴 등) 등이 사용 가능하다.

음극활물질로는 탄소, 리튬 금속 또는 이의 합금이 사용 가능하다. 또한 기타 리튬을 흡장 및 방출할 수 있고, 리튬에 대한 전위가 2V 미만인 TiO₂, SnO₂ 등과 같은 금속 산화물을 사용할 수 있다. 특히 탄소재가 바람직하다.

분리막은 다공성 분리막이 사용 가능하며, 예를 들면 폴리프로필렌계, 폴리에틸렌계, 폴리올레핀계 다공성 분리막을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기의 방법으로 제작된 리튬 이차 전지의 외형은 제한이 없으나, 캔으로 된 원통형, 코인형, 각형 또는 파우치(pouch)형이 가능하다.

본 발명은 하기의 실시예 및 실험예에 의거하여 더욱 상세히 설명된다. 단, 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며 이들만으로 한정하는 것은 아니다.

실시예 1. 리튬 이차 전지 제조

(양극 제조)

양극활물질로 LiCoO₂를 사용하였고, 도전제와 결합제를 NMP (N-methyl-2-pyrrolidone)에 첨가하여 양극 슬러리를 제조한 후, 이를 알루미늄(Al) 집전체 상에 코팅하여 양극을 제조하였다.

(음극 제조)

음극활물질로는 인조흑연을 사용하였으며, 결합제를 NMP에 첨가하여 음극 슬러리를 제조한 후, 구리(Cu) 집전체 상에 코팅하여 음극을 제조하였다.

(전해액)

전해액으로는 1M LiPF₆에 FEC계 용액을 사용하였고, 전해액에 프로펜 설톤(PRS) 3 중량% 및 숙시노니트릴(SN) 2 중량%를 첨가하였다.

(전지 제조)

제조된 양극과 음극 사이에 폴리올레핀 계열 분리막을 개재시킨 후 상기 전해액을 주입하여 각형 전지를 제작하였다.

실시예 2

전해액에 PRS 3 중량% 및 SN 2 중량% 대신 PS 3 중량% 및 SN 1 중량%을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 리튬 이차 전지를 제조하였다.

[비교예 1~3]. 리튬 이차 전지 제조

비교예 1

전해액에 PRS 3 중량%만을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 리튬 이차 전지를 제조하였다.

비교예 2

전해액에 SN 2 중량%만을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 리튬 이차 전지를 제조하였다.

비교예 3

전해액에 SN 1 중량%만을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 리튬 이차 전지를 제조하였다.

실험예 1. 리튬 이차 전지의 사이클 특성 평가

본 발명에 따라 전해액 용매보다 낮은 환원 전위를 갖는 화합물 및 니트릴기 함유 화합물을 전해액 구성 성분으로 포함하는 리튬 이차 전지의 성능을 평가하기 위하여, 하기와 같은 실험을 실시하였다.

프로펜 설톤(PRS) 및 숙시노니트릴(SN)을 동시에 전해액에 첨가하여 제조된 실시예 1 및 실시예 2의 리튬 이차 전지를 사용하였으며, 상기 화합물을 각각 단독 사용한 비교예 1 내지 3의 전지를 대조군으로 사용하였다.

1-1. 상온 사이클 특성 평가

각 전지들을 23℃의 온도에서 0.5C의 전류로 4.2 내지 3V 구간에서 충전을 하여 초기 용량을 측정한 후 100 사이클을 반복 실시하였다.

실험 결과, PRS와 SN을 전해액 성분으로 병용한 실시예 1 및 2의 전지는 PRS와 SN을 각각 단독으로 사용한 비교예 1 내지 3의 전지에 비해 100 사이클이 진행된 후에도 탁월하게 높은 용량 유지율을 보여주었다(표 1 참조). 이와 같은 PRS와 SN의 병용에 의한 상승(synergy) 작용으로 인해, 전지의 우수한 상온 사이클 특성이 구현된다는 것을 확인할 수 있었다.

	전해액 구성 성분		첫번째 용량 대비 100 사이클 진행후의 용량 (%)
	PRS	SN	첫번째 용량 대비 100 사이클 진행후의 용량 (%)
실시예 1	3 중량%	2 중량%	78.7
실시예 2	3 중량%	1 중량%	80.7
비교예 1	3 중량%	X	70.2
비교예 2	X	2 중량%	72.0
비교예 3	X	1 중량%	73.7

1-2. 고온 사이클 특성 평가

각 전지들을 45℃의 온도에서 0.5C의 전류로 4.2 내지 3V 구간에서 충전을 하여 초기 용량을 측정한 후 300 사이클을 반복 실시하였다.

실험 결과, PRS와 SN을 전해액 성분으로 병용한 실시예 1 및 2의 전지는 PRS와 SN을 각각 단독으로 사용한 비교예 1 내지 3의 전지에 비해 고온에서 300 사이클이 진행된 후에도 높은 용량 유지율을 보여주었으며(표 2 참조), 전술한 바와 같이 PRS와 SN의 병용에 의한 상승 효과로 인해 전지의 고온 성능 역시 동반 향상된다는 것을 확인할 수 있었다.

	전해액 구성 성분		첫번째 용량 대비 300 사이클 진행후의 용량 (%)
	PRS	SN	첫번째 용량 대비 300 사이클 진행후의 용량 (%)
실시예 1	3 중량%	2 중량%	70.3
실시예 2	3 중량%	1 중량%	69.1
비교예 1	3 중량%	X	61.5
비교예 2	X	2 중량%	63.7
비교예 3	X	1 중량%	62.3

본 발명에 따른 리튬 이차 전지는 전해액 용매보다 낮은 환원 전위를 갖는 화합물 및 니트릴기 함유 화합물을 병용함으로 인해 전지의 장수명 특성 및 고온 성능 향상을 제공할 수 있다.

Claims

(a) 전해질 염;

(b) 플루오르에틸렌 카보네이트(FEC)를 함유하는 전해액 용매;

(c) 상기 전해액 용매보다 환원 전위가 낮은 화합물; 및

(d) 니트릴기(-CN) 함유 화합물

을 포함하는 전지용 전해액.
제 1항에 있어서, 상기 전해액 용매보다 환원 전위가 낮은 화합물은 프로펜 설톤(propene sultone: PS), 에틸렌 설파이트(ethylene sulfite: ES), 숙신산 무수물(succinic anhydride: SA) 및 디플루오로 에틸렌 카보네이트(difluoro ethylene carbonate: F2EC)로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상인 전해액.
제 1항에 있어서, 상기 전해액 용매보다 환원 전위가 낮은 화합물의 함량은 전해액 100 중량% 당 1 내지 5 중량%인 전해액.
제 1항에 있어서, 상기 니트릴기 함유 화합물은 1 내지 2개의 니트릴기를 함유하는 지방족 또는 방향족 니트릴 화합물인 전해액.
제 1항에 있어서, 상기 니트릴기 함유 화합물은 숙신 니트릴 (succinonitrile: SN), 아디포니트릴(adiponitrile: ADN) 및 세바코니트릴(sebaconitrile: SBN)로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상인 전해액.
제 1항에 있어서, 상기 니트릴기 함유 화합물은 전해액 100 중량 당 0.1 내지 5 중량%인 전해액.
제 1항에 있어서, 상기 전해액 용매는 환상 카보네이트 및 선형 에스테르계 용매를 포함하는 전해액.
(a) 양극;

(b) 음극;

(c) 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항의 전해액; 및

(d) 분리막

을 포함하는 리튬 이차 전지.