KR20070008087A - Lithium secondary battery containing thermally degradable capsule containing additives for overcharge protection - Google Patents

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KR20070008087A
KR20070008087A KR1020050063024A KR20050063024A KR20070008087A KR 20070008087 A KR20070008087 A KR 20070008087A KR 1020050063024 A KR1020050063024 A KR 1020050063024A KR 20050063024 A KR20050063024 A KR 20050063024A KR 20070008087 A KR20070008087 A KR 20070008087A
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조정주
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Abstract

Provided is a lithium secondary battery comprising a thermally degradable capsule containing anti-overcharging agent which increases an inner resistance or impedance of battery by electrochemical polymerization at abnormal working condition of battery owing to overcharging and decreases dangers of firing/explosion of battery, without affecting a performance of the battery at normal working condition of the battery. The lithium secondary battery comprising a cathode, an anode, and a separator, wherein the battery comprises a thermally degradable capsule containing a material which can increase an inner resistance or impedance of battery by electrochemical polymerization at abnormal working condition of the battery owing to overcharging of the battery, in electrolyte and/or electrode of the battery. A voltage at which electrochemical polymerization of the anti-overcharging agent is affected, is more than 4.5 V. The anti-overcharging agent is one, two or more selected from the group consisting of biphenyl, terphenyl, and cyclohexyl phenyl.

Description

과충전 방지제를 담지한 열 열화성 캡슐을 포함하고 있는 리튬 이차전지 {Lithium Secondary Battery Containing Thermally Degradable Capsule Containing Additives For Overcharge Protection}Lithium Secondary Battery Containing Thermally Degradable Capsule Containing Additives For Overcharge Protection}

본 발명은, 과충전 방지제를 담지한 열 열화성 캡슐을 포함하고 있는 리튬 이차전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전지의 정상적인 작동 상태에서는 전지의 성능에 영향을 주지 않으면서, 과충전에 의한 전지의 비정상적 작동상태에서는 전기화학적 중합에 의해 전지의 내부 저항 또는 임피던스를 상승시켜 전지의 발화/폭발의 위험성을 감소시키는 과충전 방지제를 담지한 열 열화성 캡슐을 포함하고 있는 리튬 이차전지에 관한 것이다. The present invention relates to a lithium secondary battery comprising a thermally degradable capsule carrying an overcharge preventing agent, and more particularly, to a battery of overcharging without affecting the performance of the battery in a normal operating state of the battery. In an abnormal operating state, the present invention relates to a lithium secondary battery including a thermally degradable capsule carrying an overcharge preventing agent that increases the internal resistance or impedance of the battery by electrochemical polymerization, thereby reducing the risk of ignition / explosion of the battery.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급증하고 있고, 그러한 이차전지 중 고에너지 밀도와 높은 방전 전압의 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해졌고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.As the development and demand for mobile devices increases, the demand for secondary batteries as a source of energy is increasing rapidly. Among them, many researches have been conducted and commercialized and widely used for lithium secondary batteries with high energy density and high discharge voltage. It is used.

그러나, 종래의 리튬 이차전지는 과충전시 발화/폭발할 위험성이 있다. 전 지가 과충전이 되면 IR 열의 축적으로 전지의 온도는 지속적으로 상승하게 된다. 이와 더불어 전극이 화학적으로 불안정해지며 전해액과의 반응이 활발하게 진행되고, 이로 인한 반응열이 발생하면서 결국 전지 내부의 온도가 급격히 상승하는 열폭주 현상이 일어나게 되어, 전지의 온도가 일정 이상까지 상승하면 전지의 발화가 일어날 수 있다. 또한, 전해액과 전극 사이의 반응 결과 가스가 발생하여 전지 내압이 상승하게 되며, 일정 압력 이상에서 리튬 이차전지는 폭발하게 된다. 이와 같은 발화/폭발의 위험성은 리튬 이차전지가 가지고 있는 가장 치명적인 단점이라 할 수 있다.However, the conventional lithium secondary battery has a risk of fire / explosion upon overcharging. When the battery is overcharged, the temperature of the battery continues to rise due to the accumulation of IR heat. In addition, the electrode becomes chemically unstable and the reaction with the electrolyte proceeds actively. As a result, the heat of reaction occurs, and a thermal runaway phenomenon occurs in which the temperature inside the battery is rapidly increased. Ignition of the battery may occur. In addition, as a result of the reaction between the electrolyte and the electrode, a gas is generated to increase the internal pressure of the battery, and the lithium secondary battery explodes above a certain pressure. The risk of ignition / explosion can be said to be the most fatal drawback of lithium secondary batteries.

따라서, 리튬 이차전지의 개발에 필수적으로 고려해야 할 사항은 안전성을 확보하는 것이다. 과충전에 의한 리튬 이차전지의 발화/폭발을 방지하기 위한 안전장치로는 크게 셀 바깥쪽에 소자를 장착하여 사용하는 방법과 셀 내부의 물질을 이용하는 방법이 있다. 온도의 변화를 이용하는 PTC 소자, CID 소자, 전압의 변화를 이용하는 보호회로, 전지 내압의 변화를 이용하는 안전벤트(Safety Vent) 등이 전자에 해당하고, 전지 내부의 온도나 전압의 변화에 따라 물리적, 화학적, 전기화학적으로 변화할 수 있는 물질을 첨가하는 것이 후자에 속한다.Therefore, essential considerations for the development of a lithium secondary battery are to ensure safety. Safety devices for preventing the ignition / explosion of the lithium secondary battery due to overcharging include a method of mounting a device outside the cell and using a material inside the cell. PTC devices, CID devices, temperature protection circuits, and safety vents using changes in the breakdown voltage of the battery are examples of the former. The latter is the addition of substances that can be changed chemically and electrochemically.

셀 바깥쪽에 장착하는 소자들은 온도나 전압 그리고 내압을 이용하기 때문에 확실한 차단을 가져올 수 있는 반면에, 추가적인 설치 공정 및 설치 공간이 요구되며, CID 소자의 경우 원통형 전지에만 적용할 수 있다는 단점이 있다. 또한, 내부 단락, 침상(nail) 관통, 국부적 손상(local crush) 등과 같이 빠른 응답시간이 요구되는 테스트에 대해서는 제대로 보호역할을 하지 못하는 것으로 알려져 있다. Devices mounted outside the cell use a temperature, voltage, and withstand voltage, which can lead to reliable blocking, but require an additional installation process and installation space, and CID devices can be applied only to cylindrical batteries. In addition, it is known that it does not properly protect against tests requiring fast response time such as internal short circuit, nail penetration, local crush, and the like.

셀 내부의 물질을 이용하는 방법의 하나로 전해액이나 전극에 안전성을 향상시키는 첨가제를 부가하는 방법이 있다. 화학적 안전장치는 추가적인 공정 및 공간을 필요로 하지 않으며 모든 종류의 전지에 적용이 가능하다는 장점을 가지고 있으나, 물질의 첨가로 인해 전지의 성능이 저하되는 문제점이 있다. 이러한 물질로는 과충전시 전극에 부동막을 형성하는 물질, 가스를 발생시켜 CID 소자를 동작시키는 물질, 그리고 레독스 셔틀(redox shuttle) 등이 있다.One method of using a substance inside a cell is to add an additive that improves safety to an electrolyte or an electrode. Chemical safety devices do not require additional processes and space and have the advantage of being applicable to all kinds of batteries, but there is a problem that the performance of the battery is degraded due to the addition of the material. Such materials include a material that forms a passivation layer on the electrode during overcharging, a material that generates a gas to operate a CID device, and a redox shuttle.

이들 중 특히 전극에 부동막을 형성하는 물질이 널리 사용되고 있는데, 이러한 물질의 예로는 비페닐(biphenyl), 터페닐(terphenyl), 시클로헥실 벤젠(cyclohexyl benzene) 등이 있다. 일본 특허출원공개 제1997-106835호에는 과충전 방지를 위한 첨가제로서 비페닐, 3-클로로 티오펜, 프랑(franc) 등을 사용하는 내용이 개시되어 있고, 일본 특허출원공개 제2001-126765호에는 비페닐과 프로판 술톤(propane sultone)을 함께 사용하는 내용이 개시되어 있다. 이들은 과충전시 양극에서 전기화학적 중합반응을 통해 고분자막을 형성한다. 양극 표면에 형성된 고분자막은 임피던스를 급격히 증가시키고, 그 결과 전지는 shut down 되므로 발화/폭발 사고가 억제된다. Among them, a material that forms a passivation layer on an electrode is widely used. Examples of such materials include biphenyl, terphenyl, and cyclohexyl benzene. Japanese Patent Application Laid-Open No. 1997-106835 discloses the use of biphenyl, 3-chloro thiophene, franc, etc. as an additive for preventing overcharge, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-126765 discloses Disclosed is the use of phenyl and propane sultone together. They form polymer membranes through electrochemical polymerization at the anode during overcharging. The polymer film formed on the surface of the anode rapidly increases the impedance, and as a result, the battery is shut down, thereby suppressing the ignition / explosion accident.

그러나, 이들 물질은 전지의 수명특성을 저하시키는 것으로 알려져 있다. 이는 이들 물질이 과충전이 아닌 일반 충방전시에도 일부가 반응하여 비가역 용량을 발생시키기 때문이다. 예를 들어, 비페닐을 전지 첨가제로 사용할 경우, 고온보존 후의 전지 성능은 급격히 저하되는 것으로 확인되었다(J. Appl. Electrocehm, 33, 143 (2003)). 일반적으로 전기화학적 중합에 의해 과충전을 방지하는 물질의 전기화학적 중합 개시 전압이 낮을수록 과충전 방지효과는 증가하지만, 수명 특성과 고온보존 특성을 열화시키는 정도도 함께 증가한다. 또한, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 비페닐과 함께 프로판 술톤을 사용하는 경우, 프로판 술톤은 환경유해 물질로서 사용이 제한된다.However, these materials are known to degrade the lifespan characteristics of batteries. This is because some of these materials react even at normal charging and discharging rather than overcharging to generate irreversible capacity. For example, when biphenyl is used as a battery additive, battery performance after high temperature preservation has been found to decrease rapidly (J. Appl. Electrocehm, 33, 143 (2003)). In general, the lower the electrochemical polymerization initiation voltage of a material that prevents overcharging by electrochemical polymerization, the higher the overcharge protection effect is, but the degree of deterioration of the life characteristics and high temperature storage characteristics also increases. In addition, when propane sultone is used together with biphenyl to solve this problem, propane sultone is limited to use as an environmentally harmful substance.

따라서, 환경유해 물질을 사용하지 않으면서도, 또한 다양한 물질을 사용하고도, 과충전시 효과적으로 전지의 발화/폭발을 억제할 수 있고, 동시에 수명 특성과 고온보존 특성을 저하시키지 않는 새로운 방법에 대한 필요성이 높은 실정이다. Therefore, there is a need for a new method that can suppress the ignition / explosion of the battery effectively when overcharging without using environmentally harmful materials and also using various materials, and at the same time, does not degrade the life characteristics and high temperature storage characteristics. High situation.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to solve the problems of the prior art as described above and the technical problems that have been requested from the past.

본 발명자는 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 리튬 이차전지가 과충전 상태에 놓였을 때 전기화학적 중합에 의해 전해질의 내부저항 또는 임피던스를 높일 수 있는 물질을 담지하고 있는 열 열화성 캡슐을 제조하였고, 이러한 캡슐을 전해액 및/또는 전극에 포함시켜 제작된 리튬 이차전지는, 환경유해 물질을 사용하지 않고도, 또한 다양한 물질을 사용하고도, 전지의 성능 저하 없이 과충전 상태에서 발화/폭발의 위험성이 현저히 감소함을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.After extensive research and various experiments, the inventors of the present invention carry a material capable of increasing the internal resistance or impedance of an electrolyte by electrochemical polymerization when the lithium secondary battery is in an overcharged state, as described later. A thermally degradable capsule was prepared, and the lithium secondary battery manufactured by including the capsule in an electrolyte solution and / or an electrode was used in an overcharge state without degrading the performance of the battery without using environmentally harmful materials and using various materials. The risk of ignition / explosion has been found to be significantly reduced, and the present invention has been completed.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 리튬 이차전지는, 양극, 음극 및 분리막을 포함하고 있는 리튬 이차전지로서, 상기 전지의 과충전에 의한 전지의 비정상적인 작동 상태에서 전기화학적 중합에 의해 전지의 내부 저항 또는 임피던스를 높일 수 있는 물질을 담지하고 있는 열 열화성 캡슐을 전지의 전해액 및/또는 전극에 포함하는 것으로 구성되어 있다.The lithium secondary battery according to the present invention for achieving the above object is a lithium secondary battery including a positive electrode, a negative electrode and a separator, the internal resistance of the battery by electrochemical polymerization in an abnormal operating state of the battery by the overcharge of the battery Or it consists of including the thermally degradable capsule which carries the substance which can raise an impedance in electrolyte solution and / or electrode of a battery.

상기 "과충전에 의한 전지의 비정상적 작동 상태"란, 전지의 정격 전압 이상의 전압으로 충전이 행해짐으로 인해, 앞서 설명한 바와 같이, 전지의 온도가 지속적으로 상승하고 전극이 화학적으로 불안정해지면서 전해액과의 반응이 활발하게 진행되어 열폭주 현상이 일어나는 작동 상태를 의미한다. As described above, the "abnormal operating state of the battery due to overcharging" means that the charge is performed at a voltage higher than the rated voltage of the battery. As described above, the temperature of the battery is continuously increased and the electrode is chemically unstable and reacts with the electrolyte. This is an active state in which the thermal runaway phenomenon occurs actively.

전지의 정격 전압은 전지의 종류에 따라 다른 바, 예를 들어, 리튬 코발트 이차전지의 경우, 정격 전압은 대략 3 ~ 4.2 V의 범위에서 설정된다. 따라서, 본 발명에 따른 열 열화성 캡슐은 이러한 정격 전압 이상의 전압으로 충전이 행해짐에 따라 나타나는 상기와 같은 비정상적인 작동 상태에서 작용하여 전지의 발화 및 폭발을 억제하게 되다.The rated voltage of the battery varies depending on the type of battery, for example, in the case of a lithium cobalt secondary battery, the rated voltage is set in the range of approximately 3 to 4.2V. Therefore, the thermally degradable capsule according to the present invention acts in the abnormal operating state as described above as charging is performed at a voltage above this rated voltage, thereby suppressing ignition and explosion of the battery.

상기 "전기화학적 중합에 의해 전지의 내부 저항 또는 임피던스를 높일 수 있는 물질"이란, 과충전시의 전압에서 전기화학적 반응기전에 의해 중합반응이 일어나는 물질로서, 그러한 중합반응의 생성물이 전지의 내부에 작용하여 전지의 내부 저항 또는 임피던스를 상승시키는 물질을 의미한다. 이하에서는 이러한 물질을 과충전 방지제 로 약칭하기도 한다.The "material which can raise the internal resistance or impedance of a battery by electrochemical polymerization" is a substance in which a polymerization reaction occurs by electrochemical reaction at the voltage at the time of overcharging, and the product of such a polymerization reaction acts inside the battery. Means a material that raises the internal resistance or impedance of the battery. Hereinafter, such materials are sometimes referred to as overcharge inhibitors.

상기 과충전 방지제가 전기화학적 중합을 행하는 전압은 물질의 종류에 따라 달라지는 바, 대략 4.5 V 이상, 바람직하게는 5 V 이상의 중합개시 임계 전압을 나타내는 물질이 사용될 수 있다. Since the voltage at which the overcharge inhibitor performs the electrochemical polymerization depends on the kind of material, a material exhibiting a polymerization start threshold voltage of about 4.5 V or more, preferably 5 V or more may be used.

과충전 방지제를 전해질에 직접 첨가하는 종래의 선행기술들에서는, 상기 첨가제가 정상적인 작동상태에서는 전지의 작동에 영향을 주지 않으면서 상기 임계 전압에서 중합반응을 행하는 물질로서 한정되었지만, 본 발명은 과충전 방지제가 캡슐 내에 담지된 상태로 첨가되므로, 상기와 같은 제한을 받지 않는다. 따라서, 상기와 같은 임계 전압에서 전기화학적인 중합이 일어날 수 있는 물질이라면 당업계 또는 화학관련 분야에서 공지되어 있거나 그러한 특성을 갖는 물질로서 추후 합성될 수 있는 모든 유형의 물질들이 사용될 수 있다. 공지되어 있는 과충전 방지제의 예로는, 비페닐, 터페닐, 시클로헥실 벤젠 등을 들 수 있지만, 이들 물질로 한정되는 것은 아니다. 경우에 따라서는, 하나의 캡슐에 둘 또는 그 이상의 물질이 함께 담지될 수도 있고, 둘 또는 그 이상의 물질이 서로 다른 캡슐에 담지된 상태로 전해질에 첨가될 수도 있다.In the prior art in which the overcharge inhibitor is added directly to the electrolyte, the additive is defined as a substance which performs the polymerization reaction at the threshold voltage without affecting the operation of the battery in the normal operation state. Since it is added in a state supported in a capsule, it does not have the same limitation as above. Thus, any material that can be electrochemically polymerized at such a threshold voltage can be used as any type of material that is known in the art or in the chemical art or can be synthesized later as a material having such properties. Examples of known overcharge inhibitors include, but are not limited to, biphenyl, terphenyl, cyclohexyl benzene, and the like. In some cases, two or more materials may be supported together in one capsule, or two or more materials may be added to the electrolyte while supported in different capsules.

상기 "열 열화성 캡슐"이란, 상기에서 정의된 전지의 비정상적 작동상태에서, 분해, 용해, 용융 또는 연화되어 내부에 담지된 과충전 방지제가 외부에 노출될 수 있는 물질로 이루어진 외피 구조, 즉 셀(shell)을 가진 형상물을 의미한다. 앞서 설명한 바와 같이, 과충전은 전지의 온도를 상승시키고 그러한 온도 상승은 전극과 전해질의 반응을 촉발하여 다시 온도를 상승시키는 악순환을 초래하므로, 과충전에 의해 온도 상승은 필연적이다. 따라서, 상기 열 열화성 캡슐은 정상적인 작동상태에서는 전지의 구성요소들에 부반응을 유발하지 않지만, 상기의 비정상적 작동상태에서는 화학반응에 의해 분해 또는 용해되는 물질, 용융되는 융점을 가진 물질, 연화되는 유리전이온도(Tg)를 가진 물질 등으로 제조될 수 있다.The "thermally degradable capsule" refers to an outer shell structure, that is, a cell (i.e., a cell structure) in which an overcharge inhibitor contained therein can be exposed to the outside by being decomposed, dissolved, melted or softened in an abnormal operating state of the battery as defined above. means a shell). As described above, the overcharging raises the temperature of the battery, and such a rise in temperature causes a vicious cycle that triggers the reaction between the electrode and the electrolyte and raises the temperature again, so that the overheating is inevitable. Thus, the thermally degradable capsule does not cause side reactions to the components of the cell under normal operating conditions, but in the above abnormal operating conditions, the substance decomposes or dissolves by chemical reaction, the material having a melting point, and the softened glass. It may be made of a material having a transition temperature (Tg) and the like.

하나의 바람직한 예에서, 상기 열 열화성 캡슐은 내부에 과충전 방지제를 담지하고 있고 전해액과 반응성이 없는 물질로서, 80 ~ 200℃의 융점 또는 유리전이온도(Tg)를 가진 고분자 또는 올리고머로 이루어져 있고, 분리막의 기공보다 작은 직경을 가진 구상의 물질일 수 있다. 그러한 캡슐의 바람직한 직경은 5 ㎛ 이하이다.In one preferred embodiment, the thermally degradable capsule is a material carrying an overcharge preventing agent therein and is not reactive with the electrolyte solution, consisting of a polymer or oligomer having a melting point or glass transition temperature (Tg) of 80 ~ 200 ℃, It may be a spherical material having a diameter smaller than the pores of the separator. The preferred diameter of such capsules is 5 μm or less.

캡슐의 두께와 1 개의 캡슐(단위 캡슐)에 담지된 과충전 방지제의 양은 특별히 한정되는 것은 아니고, 설정하고자 하는 작용 온도, 사용 물질, 캡슐이 포함되는 전지의 부위 등 다양한 요소에 의해 결정될 수 있다.The thickness of the capsule and the amount of the overcharge preventing agent carried in one capsule (unit capsule) are not particularly limited, and may be determined by various factors such as an operating temperature to be set, a substance to be used, and a part of a battery including the capsule.

본 발명에 따른 캡슐은 전해액에 포함될 수 있고, 전극(양극 및/또는 음극)에 포함될 수도 있으며, 전해액 및 전극에 모두 포함될 수도 있다. 전극에 포함되어 있는 경우는 전극 활물질의 내부에 혼합되어 있는 경우와 표면에 부착되어 있는 경우를 모두 포함한다. 바람직하게는, 상기 캡슐이 전해액에 포함되어 있다.Capsules according to the invention may be included in the electrolyte, may be included in the electrode (anode and / or cathode), may be included in both the electrolyte and the electrode. The case contained in the electrode includes both the case mixed with the inside of the electrode active material and the case adhering to the surface. Preferably, the capsule is included in the electrolyte solution.

본 발명에 따른 캡슐의 전지내 함유량은 과충전에 의한 전지의 비정상적 작동 상태에서 전기화학적 중합에 의해 전지의 내부 저항 또는 임피던스를 상승시킬 수 있는 정도로서, 정상적인 작동 상태에서는 전지의 성능에 영향을 주지 않는 범위라면, 특별히 제한되지 않는다.In-cell content of the capsule according to the present invention is such that the internal resistance or impedance of the battery may be increased by electrochemical polymerization in an abnormal operating state of the battery due to overcharging, and does not affect the performance of the battery in a normal operating state. If so, it is not particularly limited.

본 발명에서 과충전 방지제의 전기화학적 중합에 의해 전지의 내부 저항 또는 임피던스를 상승시키는 반응기전을 명확하게 설명할 수는 없지만, 예를 들어, 과충전 방지제로서의 비페닐은 앞서 설명한 바와 같은 비정상적 작동 상태에서의 전기화학적 중합에 의해 양극에 부동막을 형성하여 전지의 내부 저항을 급격히 상승시키는 것으로 알려져 있다.In the present invention, it is not possible to clearly explain the reactor charge which raises the internal resistance or the impedance of the battery by the electrochemical polymerization of the overcharge inhibitor, but for example, biphenyl as the overcharge inhibitor may be used in an abnormal operating state as described above. It is known to form a passivation film on the positive electrode by electrochemical polymerization to rapidly increase the internal resistance of the battery.

본 발명은 또한 하기의 변형된 예들의 리튬 이차전지들을 제공한다.The present invention also provides lithium secondary batteries of the following modified examples.

첫 번째 변형 예로서, 전지의 작동기전에 영향을 주지 않는 개시제가 전해액 및/또는 전극에 포함되어 있고, 상기 개시제에 의해 중합될 수 있는 단량체가 열 열화성 캡슐에 담지된 상태로 전해액 및/또는 전극에 포함되어 있는 리튬 이차전지를 제공한다. 상기 리튬 이차전지에서 기타의 구성들은 앞서의 설명과 동일하다.As a first variant, the electrolyte and / or the electrode contains an initiator that does not affect the operation mechanism of the battery, and the monomer that can be polymerized by the initiator is contained in the thermally degradable capsule. It provides a lithium secondary battery contained in. Other configurations of the lithium secondary battery are the same as described above.

두 번째 변형 예로서, 축합반응이 일어날 수 있는 둘 또는 그 이상의 종류의 단량체들이 별도의 열 열화성 캡슐에 각각 담지된 상태로 전해액 및/또는 전극에 포함되어 있는 리튬 이차전지를 제공한다. 상기 리튬 이차전지에서 기타의 구성들은 앞서의 설명과 동일하다.As a second variant, it provides a lithium secondary battery in which two or more kinds of monomers capable of condensation reaction are contained in an electrolyte solution and / or an electrode, respectively supported in separate thermally degradable capsules. Other configurations of the lithium secondary battery are the same as described above.

세 번째 변형 예로서, 전지의 작동기전에 대한 영향을 최소화하기 위하여 단량체와 상기 단량체의 중합 개시제가 별도의 캡슐에 각각 담지된 상태로 전해액 및/또는 전극에 포함되어 있는 리튬 이차전지를 제공한다. 상기 리튬 이차전지에서 기타의 구성들은 앞서의 설명과 동일하다.As a third modified example, in order to minimize the effect on the operating mechanism of the battery to provide a lithium secondary battery that is contained in the electrolyte solution and / or electrode in a state in which the monomer and the polymerization initiator of the monomer are each supported in a separate capsule. Other configurations of the lithium secondary battery are the same as described above.

본 발명에 따른 캡슐은 미소캡슐을 제조할 수 있는 공지된 다양한 방법들에 의해 제조될 수 있다.Capsules according to the present invention can be prepared by a variety of known methods capable of preparing microcapsules.

본 발명에 따른 리튬 이차전지의 기타 구성요소들에 대해 설명한다.Other components of the lithium secondary battery according to the present invention will be described.

본 발명의 리튬 이차전지는, 양극, 음극, 분리막, 및 리튬염 함유 비수 전해액, 상기 전해액 및/또는 전극에 포함된 열 열화성 캡슐 등으로 구성되어 있다. The lithium secondary battery of the present invention is composed of a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a lithium salt-containing nonaqueous electrolyte, a thermally degradable capsule contained in the electrolyte and / or the electrode.

양극은, 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전제 및 결착제의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.The positive electrode is prepared by, for example, applying a mixture of a positive electrode active material, a conductive agent, and a binder onto a positive electrode current collector, followed by drying, and optionally, a filler is further added to the mixture.

상기 양극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다. The positive electrode current collector is generally made to a thickness of 3 to 500 μm. Such a positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical changes in the battery. For example, the surface of stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, or aluminum or stainless steel Surface treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like can be used. The current collector may form fine irregularities on its surface to increase the adhesion of the positive electrode active material, and may be in various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, and a nonwoven fabric.

상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 ( 여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The positive electrode active material may be a layered compound such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), or a compound substituted with one or more transition metals; Lithium manganese oxides such as Li 1 + x Mn 2-x O 4 (where x is 0 to 0.33), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , LiMnO 2, and the like; Lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); Vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , LiFe 3 O 4 , V 2 O 5 , Cu 2 V 2 O 7 and the like; Ni-site type lithium nickel oxide represented by the formula LiNi 1-x M x O 2 , wherein M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B or Ga, and x = 0.01 to 0.3; Formula LiMn 2-x M x O 2 (wherein M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn or Ta and x = 0.01 to 0.1) or Li 2 Mn 3 MO 8 (where M = Fe, Co, Lithium manganese composite oxide represented by Ni, Cu, or Zn); LiMn 2 O 4 in which a part of Li in the formula is substituted with alkaline earth metal ions; Disulfide compounds; Fe 2 (MoO 4 ) 3 and the like, but are not limited to these.

상기 도전제는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 도전제는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다. 경우에 따라서는 양극 활물질에 도전성의 제 2 피복층이 부가됨으로 인해 상기 도전제의 첨가를 생략할 수도 있다.The conductive agent is typically added in an amount of 1 to 50 wt% based on the total weight of the mixture including the positive electrode active material. Such a conductive agent is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical change in the battery. Examples of the conductive agent include graphite such as natural graphite and artificial graphite; Carbon blacks such as carbon black, acetylene black, Ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; Conductive fibers such as carbon fibers and metal fibers; Metal powders such as carbon fluoride powder, aluminum powder and nickel powder; Conductive whiskeys such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives and the like can be used. In some cases, since the conductive second coating layer is added to the positive electrode active material, the addition of the conductive agent may be omitted.

상기 결착제는 활물질과 도전제 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 결착제의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.The binder is a component that assists in bonding the active material and the conductive agent to the current collector, and is generally added in an amount of 1 to 50 wt% based on the total weight of the mixture including the positive electrode active material. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose (CMC), starch, hydroxypropyl cellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, Polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butylene rubber, fluorine rubber, various copolymers, and the like.

상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.The filler is optionally used as a component for inhibiting expansion of the positive electrode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing chemical change in the battery. Examples of the filler include olefinic polymers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials, such as glass fiber and carbon fiber, are used.

음극은 음극 집전체 상에 음극 재료를 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 더 포함될 수도 있다.The negative electrode is manufactured by applying and drying a negative electrode material on the negative electrode current collector, and if necessary, the components as described above may be further included.

상기 음극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.The negative electrode current collector is generally made to a thickness of 3 to 500 ㎛. Such a negative electrode current collector is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical change in the battery. For example, the surface of copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, copper or stainless steel Surface-treated with carbon, nickel, titanium, silver, and the like, aluminum-cadmium alloy, and the like can be used. In addition, like the positive electrode current collector, fine concavities and convexities may be formed on the surface to enhance the bonding strength of the negative electrode active material, and may be used in various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, and a nonwoven fabric.

상기 음극 재료는, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, and Bi2O5 등의 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.The negative electrode material may be, for example, carbon such as hardly graphitized carbon or graphite carbon; Li x Fe 2 O 3 (0 ≦ x ≦ 1), Li x WO 2 (0 ≦ x ≦ 1), Sn x Me 1-x Me ' y O z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me' Metal complex oxides such as Al, B, P, Si, Group 1, Group 2, Group 3 elements of the periodic table, halogen, 0 <x ≦ 1; 1 ≦ y ≦ 3; 1 ≦ z ≦ 8); Lithium metal; Lithium alloys; Silicon-based alloys; Tin-based alloys; SnO, SnO 2 , PbO, PbO 2 , Pb 2 O 3 , Pb 3 O 4 , Sb 2 O 3 , Sb 2 O 4 , Sb 2 O 5 , GeO, GeO 2 , Bi 2 O 3 , Bi 2 O 4 , and oxides such as Bi 2 O 5 ; Conductive polymers such as polyacetylene; Li-Co-Ni-based materials and the like can be used.

상기 분리막은 음극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.The separator is interposed between the cathode and the cathode, and an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength is used. The pore diameter of the separator is generally from 0.01 to 10 ㎛ ㎛, thickness is generally 5 ~ 300 ㎛. As such a separator, for example, olefin polymers such as chemical resistance and hydrophobic polypropylene; Sheets or non-woven fabrics made of glass fibers or polyethylene are used. When a solid electrolyte such as a polymer is used as the electrolyte, the solid electrolyte may also serve as a separator.

리튬염 함유 비수계 전해질은, 비수 전해질과 리튬으로 이루어져 있다. 비수 전해질로는 비수 전해액, 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다. The lithium salt-containing non-aqueous electrolyte consists of a nonaqueous electrolyte and lithium. As the nonaqueous electrolyte, a nonaqueous electrolyte, a solid electrolyte, an inorganic solid electrolyte, and the like are used.

상기 비수 전해액으로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사 용될 수 있다.As said non-aqueous electrolyte, N-methyl- 2-pyrrolidinone, a propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma-butyl Low lactone, 1,2-dimethoxy ethane, tetrahydroxy franc, 2-methyl tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, 1,3-dioxolon, formamide, dimethylformamide, dioxolon, aceto Nitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, phosphate triester, trimethoxy methane, dioxorone derivatives, sulfolane, methyl sulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate derivative Aprotic organic solvents such as tetrahydrofuran derivatives, ethers, methyl pyroionate and ethyl propionate can be used.

상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등이 사용될 수 있다.Examples of the organic solid electrolytes include polyethylene derivatives, polyethylene oxide derivatives, polypropylene oxide derivatives, phosphate ester polymers, polyedgetion lysine, polyester sulfides, polyvinyl alcohols, polyvinylidene fluorides, Polymers containing ionic dissociating groups and the like can be used.

상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.Examples of the inorganic solid electrolyte include Li 3 N, LiI, Li 5 NI 2 , Li 3 N-LiI-LiOH, LiSiO 4 , LiSiO 4 -LiI-LiOH, Li 2 SiS 3 , Li 4 SiO 4 , Nitrides, halides, sulfates and the like of Li, such as Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH, Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 , and the like, may be used.

상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.The lithium salt is a good material to be dissolved in the non-aqueous electrolyte, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4 , LiBF 4 , LiB 10 Cl 10 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, lithium tetraphenyl borate and imide have.

또한, 비수계 전해질에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화 탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있다.In addition, for the purpose of improving charge / discharge characteristics, flame retardancy, etc., for example, pyridine, triethyl phosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylene diamine, n-glyme, hexaphosphate triamide, etc. Nitrobenzene derivatives, sulfur, quinone imine dyes, N-substituted oxazolidinones, N, N-substituted imidazolidines, ethylene glycol dialkyl ethers, ammonium salts, pyrroles, 2-methoxy ethanol, aluminum trichloride, etc. It may be. In some cases, in order to impart nonflammability, a halogen-containing solvent such as carbon tetrachloride and ethylene trifluoride may be further included, or carbon dioxide gas may be further included to improve high temperature storage characteristics.

본 발명에 따른 리튬 이차전지는 당업계에 공지되어 있는 통상적인 방법에 의해 제조될 수 있다. 즉, 양극과 음극 사이에 다공성 분리막을 삽입하고 거기에 전해액을 투입하여 제조할 수 있다.The lithium secondary battery according to the present invention can be produced by conventional methods known in the art. That is, it may be prepared by inserting a porous separator between the anode and the cathode and injecting an electrolyte therein.

양극은, 예를 들어, 앞서 설명한 리튬 전이 금속 산화물 활물질과 도전재 및 결합제를 함유한 슬러리를 집전체 위에 도포한 후 건조하여 제조할 수 있다. 마찬가지로 음극은, 예를 들어, 앞서 설명한 탄소 활물질과 도전재 및 결합제를 함유한 슬러리를 얇은 집전체 위에 도포한 후 건조하여 제조할 수 있다.The positive electrode may be manufactured by, for example, applying a slurry containing the lithium transition metal oxide active material, the conductive material, and the binder described above onto a current collector and then drying. Similarly, the negative electrode can be prepared by, for example, applying a slurry containing the above-described carbon active material, a conductive material and a binder onto a thin current collector and then drying it.

본 발명에 따른 리튬 이차전지에서 상기 양극, 음극 및 분리막의 구조는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 이들 각각의 시트를 권회식(winding type) 또는 적층식(stacking type)으로 원통형, 각형 또는 파우치형의 케이스에 삽입한 형태일 수 있다.In the lithium secondary battery according to the present invention, the structure of the positive electrode, the negative electrode, and the separator is not particularly limited. For example, each of these sheets may be wound, wound, or stacked in a cylindrical, rectangular, or pouch type. It may be inserted into the case of the mold.

이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 리튬 이차전지는 과충전 방지제를 담지하고 있는 열 열화성 캡슐을 전해액 및/또는 전극에 포함하고 있어서, 전지의 정상적인 작동 상태에서는 전지의 성능에 영향을 주지 않으면서, 과충전에 의한 전지의 비정상적인 작동상태, 특히, 고온보존 후의 비정상적인 작동상태에서 전지의 내부 저항 또는 임피던스를 급격히 상승시켜 전지의 발화/폭발의 위험성을 현저히 감소시킬 수 있다. 또한, 과충전 방지제를 캡슐에 담지한 상태로 전해질 또는 전극에 포함시키므로, 다양한 종류의 물질들이 사용될 수 있으며, 환경유해 물질을 사용하지 않고도 목적하는 효과를 발휘할 수 있는 장점이 있다.As described above, the lithium secondary battery according to the present invention includes a thermally degradable capsule carrying an overcharge preventing agent in the electrolyte solution and / or the electrode, and does not affect the performance of the battery in a normal operating state of the battery. In an abnormal operating state of the battery due to overcharging, in particular, an abnormal operating state after high temperature preservation, the internal resistance or impedance of the battery may be sharply increased to significantly reduce the risk of fire / explosion of the battery. In addition, since the overcharge preventing agent is included in the electrolyte or the electrode supported on the capsule, various kinds of materials can be used, and there is an advantage that the desired effect can be achieved without using environmentally harmful substances.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to perform various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.

Claims (10)

양극, 음극 및 분리막을 포함하고 있는 리튬 이차전지로서, 상기 전지의 과충전에 의한 전지의 비정상적인 작동 상태에서 전기화학적 중합에 의해 전지의 내부 저항 또는 임피던스를 높일 수 있는 물질을 담지하고 있는 열 열화성 캡슐을 전지의 전해액 및/또는 전극에 포함하는 것으로 구성되어 있는 리튬 이차전지.A lithium secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and a separator, a thermally degradable capsule containing a material capable of increasing internal resistance or impedance of a battery by electrochemical polymerization in an abnormal operating state of the battery due to overcharging of the battery. The lithium secondary battery comprised by including in the electrolyte solution and / or the electrode of a battery. 제 1 항에 있어서, 상기 과충전 방지제가 전기화학적 중합을 행하는 전압은 4.5 V 이상인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the voltage at which the overcharge inhibitor performs electrochemical polymerization is 4.5 V or more. 제 1 항에 있어서, 상기 전압은 5 V 이상인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.The lithium secondary battery of claim 1, wherein the voltage is 5 V or more. 제 1 항에 있어서, 상기 과충전 방지제는 비페닐, 터페닐 및 시클로헥실 페닐로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the overcharge preventing agent is one or two or more selected from the group consisting of biphenyl, terphenyl, and cyclohexyl phenyl. 제 1 항에 있어서, 상기 열 열화성 캡슐은 내부에 과충전 방지제를 담지하고 있고 전해액과 반응성이 없는 물질로서, 80 ~ 200℃의 융점 또는 유리전이온도(Tg)를 가진 고분자 또는 올리고머로 이루어져 있고, 분리막의 기공보다 작은 직경을 가진 구상의 물질인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.The method according to claim 1, wherein the thermally degradable capsule is a material that does not contain an overcharge preventing agent therein and is not reactive with the electrolyte solution, made of a polymer or oligomer having a melting point or glass transition temperature (Tg) of 80 ~ 200 ℃, Lithium secondary battery, characterized in that the spherical material having a diameter smaller than the pores of the separator. 제 4 항에 있어서, 상기 캡슐의 직경은 5 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.The lithium secondary battery of claim 4, wherein a diameter of the capsule is 5 μm or less. 제 1 항에 있어서, 상기 캡슐이 전해질에 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.The lithium secondary battery of claim 1, wherein the capsule is contained in an electrolyte. 양극, 음극 및 분리막을 포함하고 있는 리튬 이차전지로서, 전지의 작동기전에 영향을 주지 않는 개시제가 전해액 및/또는 전극에 포함되어 있고, 상기 개시제에 의해 중합될 수 있는 단량체가 전지의 비정상적인 작동 상태에서 분해되는 열 열화성 캡슐에 담지된 상태로 전해액 및/또는 전극에 포함되어 있는 리튬 이차전지.A lithium secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and a separator, in which an initiator that does not affect the operation mechanism of the battery is included in the electrolyte solution and / or the electrode, and monomers which may be polymerized by the initiator are in an abnormal operating state of the battery. Lithium secondary battery contained in the electrolyte and / or the electrode supported on the thermally degradable capsule to decompose. 양극, 음극 및 분리막을 포함하고 있는 리튬 이차전지로서, 축합반응이 일어날 수 있는 둘 또는 그 이상의 종류의 단량체들이 전지의 비정상적인 작동 상태에서 분해되는 별도의 열 열화성 캡슐에 각각 담지된 상태로 전해액 및/또는 전극에 포함되어 있는 리튬 이차전지.A lithium secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and a separator, in which two or more kinds of monomers capable of condensation reaction are respectively supported in separate thermally degradable capsules decomposed in an abnormal operating state of the battery. And / or a lithium secondary battery contained in the electrode. 양극, 음극 및 분리막을 포함하고 있는 리튬 이차전지로서, 단량체와 상기 단량체의 중합 개시제가 전지의 비정상적인 작동 상태에서 분해되는 별도의 캡슐에 각각 담지된 상태로 전해액 및/또는 전극에 포함되어 있는 리튬 이차전지.A lithium secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and a separator, wherein a lithium secondary battery is included in an electrolyte solution and / or an electrode in a state in which a monomer and a polymerization initiator of the monomer are respectively supported in separate capsules decomposed in an abnormal operating state of the battery. battery.
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