KR20080062671A - Nonaqueous electrolyte for li-secondary battery and li secondary battery thereby - Google Patents

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Abstract

A nonaqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery, and a lithium secondary battery containing the nonaqueous electrolyte solution are provided to improve high temperature storage characteristics and lifetime without the deterioration of battery performance. A nonaqueous electrolyte solution comprises a nonaqueous organic solvent comprising at least one solvent selected from the group consisting of a carbonate-based solvent, an ester-based solvent, an ether-based solvent and a ketone-based solvent; a lithium salt dissolved in the nonaqueous organic solvent; and 0.1-10 parts by weight of the trimethoxyboroxine represented by the formula 1 based on 100 parts by weight of the nonaqueous organic solvent.

Description

리튬 2차전지용 비수성 전해액 및 이를 포함하는 리튬 2차전지{Nonaqueous electrolyte for Li-secondary battery and Li secondary battery thereby}Non-aqueous electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same {Nonaqueous electrolyte for Li-secondary battery and Li secondary battery

도 1는 양전극(100)금속으로 알루미늄(Al)을, 음전극 금속으로 구리(Cu)를 사용하고 양전극 활물질로서 LiCoO2, 음전극 활물질로서 탄소(C)를 사용하며 본 발명의 비수성 전해액을 전해액로서 사용한 리튬 2차전지를 나타내는 모식도이다.1 shows that aluminum (Al) is used as the positive electrode (100) metal, copper (Cu) is used as the negative electrode metal, LiCoO 2 is used as the positive electrode active material, and carbon (C) is used as the negative electrode active material. It is a schematic diagram which shows the used lithium secondary battery.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100: 양전극 110: 음전극100: positive electrode 110: negative electrode

130: 전해액 140: 세퍼레이터130: electrolyte solution 140: separator

본 발명은 리튬 2차전지용 비수성 전해액 및 이를 포함하는 리튬 2차전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래의 리튬 2차전지용 비수성 전해액(nonaqueous electrolyte)에 전지특성에는 영향을 주지 않으면서도 수명특성 및 보존특성을 향상시킬 수 있는 리튬 2차전지용 비수성 전해액 및 이를 포함하는 리튬 2차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a non-aqueous electrolyte for lithium secondary batteries and a lithium secondary battery comprising the same, and more particularly, to the conventional non-aqueous electrolyte (nonnaqueous electrolyte) for a lithium secondary battery without affecting the battery characteristics And it relates to a non-aqueous electrolyte lithium secondary battery and a lithium secondary battery comprising the same that can improve the storage characteristics.

2차전지란 1차전지 와는 달리 재충전(recharge)이 가능해 반영구적으로 사용할 수 있는 화학전지를 말하며 최근 노트북, 이동통신기기, 디지털카메라 등의 대량 보급으로 인해 그 시장규모가 기하급수적으로 커지고 있으며, 특히 최근에는 반도체, 디스플레이와 더불어 21세기 3대 부품산업으로 급성장하고 있다.Secondary battery is a chemical battery that can be used semi-permanently because it can be recharged unlike primary battery. Recently, the market size is growing exponentially due to the mass distribution of notebooks, mobile communication devices, and digital cameras. In addition to semiconductors and displays, it is rapidly growing as one of the three parts industries in the 21st century.

2차전지는 음극(cathode) 재료나 양극(anode) 재료에 따라 납축전지, 니켈-카드뮴(Ni-Cd)전지, 니켈-수소(Ni-MH)전지, 리튬전지 등이 있으며, 전극재료의 고유특성에 의해 전위와 에너지 밀도가 결정된다. 이 중에서 특히 리튬 2차전지는 리튬의 낮은 산화환원 전위와 분자량으로 인해 에너지 밀도가 높기 때문에 휴대용 전자기기의 구동 전원으로 많이 사용되고 있다.Secondary batteries include lead-acid batteries, nickel-cadmium (Ni-Cd) batteries, nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries, and lithium batteries, depending on the cathode and anode materials. The potential and energy density are determined by Among them, especially lithium secondary batteries are used as a driving power source for portable electronic devices because of their high energy density due to the low redox potential and molecular weight of lithium.

이러한 리튬 2차전지 중에서 특히 비수 전해액(nonaqueous electrolyte)을 이용한 리튬 2차전지는 양극(anode)으로서 금속에 양극 활물질로서 리튬금속 혼합산화물이 코팅된 것이 사용되며, 음극(cathode)으로서 금속에 음극 활물질로서 탄소재료 또는 금속리튬 등을 코팅하여 사용하며, 이들 양극과 음극을 사이에 두고 유기 용매에 리튬염을 적당히 용해시킨 전해액(electrolyte)이 위치하게 된다.Among these lithium secondary batteries, a lithium secondary battery using a nonaqueous electrolyte, in particular, is coated with a lithium metal mixed oxide as a cathode active material on a metal as an anode, and as a cathode active material on a metal as a cathode. A carbon material or a metal lithium is coated and used, and an electrolyte in which lithium salt is appropriately dissolved in an organic solvent is disposed between these anodes and cathodes.

이러한, 리튬 2차전지의 작동원리를 간단히 살펴보면, 전해액 내에서 이온 상태로 존재하는 리튬이온(Li+)이 충전(charge) 시에는 양극에서 음극으로, 방전(discharge) 시에는 음극에서 양극으로 이동하면서(이때 전자는 양극과 음극을 이어주는 도선을 따라 리튬이온과 반대로 움직임) 전기를 생성한다.In brief, the operation principle of the lithium secondary battery, lithium ions (Li +) present in the ionic state in the electrolyte is moved from the positive electrode to the negative electrode during charging, and from the negative electrode to the positive electrode during discharge. The electrons then move along the wire that connects the anode and cathode to the lithium ion.

상기와 같이 리튬이온 전지의 충전상태에서는 양전극으로 사용되는 리튬 금속산화물로부터 나온 리튬이온(Li+)이 음전극으로 사용되는 탄소 전극으로 이동하며 인터칼레이션(intercalation) 되는데, 이때 리튬이온은 반응성이 강하므로 탄소 음전극과 반응하여 Li2CO3, LiO, LiOH 등과 같은 물질을 음전극의 표면에 생성하게 되는데, 이들은 음전극의 표면에 피막을 형성하게 된다.As described above, in the state of charge of the lithium ion battery, lithium ions (Li + ) from the lithium metal oxide used as the positive electrode are moved to the carbon electrode used as the negative electrode and intercalated, where lithium ions are highly reactive. As a result, materials such as Li 2 CO 3 , LiO, LiOH, etc. are generated on the surface of the negative electrode by reacting with the carbon negative electrode, which forms a film on the surface of the negative electrode.

이와 같이 생성된 피막을 고체전해질막(SEI; Solid Electrolyte Interface)라고 하는데, 이들 SEI 필름은 음극표면을 보호해주는 일종의 보호막(passivation)으로서의 역할을 하게 된다.The film thus produced is called a solid electrolyte interface (SEI), and these SEI films serve as a kind of passivation to protect the cathode surface.

즉, SEI 필름은 충방전 중 리튬이온과 음전극 또는 다른 물질과의 반응을 막아주고, 이온터널(ion tunnel)의 역할을 수행하여 리튬이온만을 통과시키는 역할을 하게 된다.That is, the SEI film prevents the reaction between lithium ions and the negative electrode or other materials during charge and discharge, and serves to pass only lithium ions by acting as an ion tunnel.

이온터널 효과는 리튬이온을 용매화(solvation)시켜 함께 이동하는 분자량이 큰 전해액의 유기용매들(예; 에틸렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트 등)이 음전극과 함께 코인터칼레이션(co-intercalation)되어 음전극의 구조를 붕괴시키는 것을 막아준다.The ion tunnel effect is characterized by co-intercalation of organic solvents (e.g. ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, etc.) of high molecular weight electrolytes that solvate lithium ions and move together. This prevents the structure of the negative electrode from collapsing.

일단, SEI 필름이 형성되고 나면 리튬 이온은 다시 음전극이나 다른 물질과 부반응 하지 않게 되어 리튬 이온의 양을 가역적으로 유지시키게 된다.Once the SEI film is formed, the lithium ions do not react side-by-side with the negative electrode or any other material, thereby reversibly maintaining the amount of lithium ions.

즉, 음전극의 탄소재료는 과충전시 전해액과 반응하여 음전극 표면에 보호필 름인 SEI 필름을 형성하여, 더 이상의 전해액의 분해가 발생하지 않고 안정적인 충방전을 유지할 수 있도록 해준다. That is, the carbon material of the negative electrode reacts with the electrolyte during overcharging to form a protective film SEI film on the surface of the negative electrode, thereby maintaining stable charge and discharge without further decomposition of the electrolyte.

리튬 이차 전지의 평균 방전 전압은 3.6∼3.7V 정도로 다른 알칼리 전지, Ni-MH 전지, Ni-Cd 전지 등에 비하여 높은 전력을 얻을 수 있다.The average discharge voltage of the lithium secondary battery is about 3.6 to 3.7 V, and high power can be obtained as compared with other alkaline batteries, Ni-MH batteries, Ni-Cd batteries and the like.

그러나 이런 높은 구동 전압을 내기 위해서는 충방전 전압영역인 0∼4.2V에서 전기화학적으로 안정한 전해액 조성물이 요구된다. 이러한 이유로 리튬 이차 전지용 전해액으로는 리튬염을 비수계 유기용매에 용해시킨 유기 전해액이 사용되며, 이때 유기용매로는 이온전도도와 유전율이 높으면서 점도가 낮은 유기용매를 사용하는 것이 바람직하다.However, in order to produce such a high driving voltage, an electrochemically stable electrolyte composition is required in the charge and discharge voltage range of 0 to 4.2 V. For this reason, an organic electrolyte solution in which lithium salts are dissolved in a non-aqueous organic solvent is used as an electrolyte for a lithium secondary battery. In this case, it is preferable to use an organic solvent having high ionic conductivity and high dielectric constant and low viscosity.

그런데, 이러한 조건들을 모두 만족하는 단일의 비수계 유기용매가 현실적으로 존재하지 않기 때문에 고유전율의 유기용매와 저유전율의 유기용매의 혼합용매를 사용하거나 고유전율의 유기용매와 저점도의 유기용매의 혼합용매를 사용한다.최근 4.2V이상의 고전압 전지가 개발되고 있으며 이러한 고전압 전지에 있어 전해액의 안전성이 보다 중요시 되고 있다.However, since there is no single non-aqueous organic solvent that satisfies all of these conditions, a mixed solvent of a high dielectric constant organic solvent and a low dielectric constant organic solvent or a mixture of a high dielectric constant organic solvent and a low viscosity organic solvent is used. Solvents are used. Recently, high voltage batteries of 4.2 V or higher have been developed, and the safety of the electrolyte is becoming more important for such high voltage batteries.

미국특허 제6,114,070호 및 제6,048,637호에서는 사슬형 카보네이트(chain carbonate) 및 환형 카보네이트(cyclic carbonate)의 혼합용매로서 디메틸 카보네이트 또는 디에틸 카보네이트와, 에틸렌 카보네이트 또는 프로필렌 카보네이트를 혼합하여 유기용매의 이온전도도를 향상시키는 방법이 개시되어 있다.In US Pat. Nos. 6,114,070 and 6,048,637, ionic conductivity of an organic solvent is prepared by mixing dimethyl carbonate or diethyl carbonate and ethylene carbonate or propylene carbonate as a mixed solvent of chain carbonate and cyclic carbonate. A method of improving is disclosed.

그러나 이들 혼합 용매는 보통 120℃ 이하에서는 사용이 가능하나 그 이상의 온도가 되면 증기압에 의해 가스가 발생하여 전지가 스웰링되어 사용이 불가능해지 는 문제점이 있다.However, these mixed solvents can usually be used below 120 ℃ but when the temperature is higher than the gas generated by the vapor pressure there is a problem that the battery is swelled and can not be used.

미국특허 제5,352,548호, 제5,712,059호 및 제5,714,281호에는 비닐렌 카보네이트(VC)의 함량이 적어도 20%인 유기용매를 포함하는 전해액이 개시되어 있다. U.S. Patent Nos. 5,352,548, 5,712,059 and 5,714,281 disclose electrolyte solutions comprising an organic solvent having a vinylene carbonate (VC) content of at least 20%.

하지만, 비닐렌 카보네이트는 에틸렌 카보네이트나 프로필렌 카보네이트 및 감마부티로락톤에 비하여 유전상수 값이 작아 주 용매로서 사용되었을 때 전지의 충방전 특성과 고율 특성이 상당히 저하되는 문제점이 있다.However, vinylene carbonate has a low dielectric constant compared to ethylene carbonate, propylene carbonate, and gamma butyrolactone, and thus has a problem in that charge and discharge characteristics and high rate characteristics of a battery are significantly reduced when used as a main solvent.

또한, 미국특허 호에는 VC를 첨가하여 수명을 개선하였으나 첨가량이 증가하면 피막저항이 증가하여 저항이 증가하고 이 때문에 저온에서 용량이 감소할 뿐만 아니라 고율에서도 용량이 감소한다 또한, 첨가량이 증가하면 고온에서 Gas가 발생하여 전지가 부푸는 문제점이있다. In addition, U.S. Patent No. 1 improves the service life by adding VC, but as the addition amount increases, the film resistance increases, thereby increasing the resistance, thereby decreasing the capacity at low temperatures and decreasing the capacity even at high rates. There is a problem that the battery swells due to the generation of gas.

한편, 음극 상에서의 용매의 환원분해를 억제하기 위해서, 음극 상에서 리튬의 환원분해를 억제하는 수단으로서, 음극 상에 이른바 고체전해질막(Solid Electrolyte Interface: SEI)을 형성하는 화합물을 전해액에 첨가하는 방법이 일본특개평 2001-6729호 등에 제안되어 있다.On the other hand, in order to suppress the reductive decomposition of the solvent on the negative electrode, as a means of suppressing the reductive decomposition of lithium on the negative electrode, a method of adding a compound that forms a so-called Solid Electrolyte Interface (SEI) on the negative electrode to the electrolyte solution. This is proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-6729.

하지만, 이러한 피막형성 첨가제를 이용하는 경우, 음극 상에 리튬 이온의 전도성이 낮고 고저항의 SEI를 형성하기 때문에, 전지의 방전특성이 현저히 저하하거나, 또는 전해액 중에 과다하게 첨가되는 경우, 과량의 첨가제가 고온 방치 시에 양극에서 산화분해되어 가스를 발생하고, 내압의 상승에 의해 전지의 팽창이 현저하게 나타나는 문제점이 있다.However, in the case of using such a film forming additive, since the conductivity of lithium ions is low and a high resistance SEI is formed on the negative electrode, when the discharge characteristic of the battery is remarkably lowered or is excessively added in the electrolyte, an excessive amount of the additive is added. There is a problem in that the battery is oxidized and decomposed at the anode at high temperature to generate gas, and the expansion of the battery is markedly increased due to an increase in the internal pressure.

일본특개평 1992-087156호에는 비닐에틸렌 카보네이트(VEC)를 첨가하여 전지 의 수명을 개선 하였으나 1%이상 첨가할 경우 피막 저항이 커져서 용량이 감소하는 문제점이 있다. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 1992-087156 improves the life of a battery by adding vinyl ethylene carbonate (VEC), but when it is added 1% or more, there is a problem in that the capacity decreases due to a large film resistance.

이를 보완 하기 위하여 일본특개평 호에는 VEC와 VC를 혼합하여 첨가하여 그 특성을 개선 하였으나 첨가량이 2%이상일 경우 역시 피막 저항이 증가하여 고율에서 용량이 감소하는 문제점은 해결하지 못하였다. To compensate for this, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2 has been mixed with VEC and VC to improve its properties. However, if the added amount is 2% or more, the film resistance also increases, which does not solve the problem of decreasing capacity at high rate.

일본특개평 1995-006786 호에는 플루오로 에틸렌 카보네이트(FEC)를 첨가하여 전지의 수명을 개선 하였으나 고온에서 수명이 감소하는 문제점을 가지고 있다.Japanese Patent Application Laid-Open No. 1995-006786 improves the battery life by adding fluoroethylene carbonate (FEC), but has a problem of decreasing the life at high temperatures.

또한 미국 특허 제6506524호에는 전해액 용매로서 플루오르 에틸렌 카보네이트 및 프로필렌 카보네이트로 구성된 용매를 사용하여 흑연계 음극물질 표면에 전해액에 대하여 안정한 보호막을 형성할수 있다고 기재되어 있다,In addition, US Pat. No. 6,650,624 describes that it is possible to form a stable protective film against the electrolyte on the surface of the graphite negative electrode material by using a solvent composed of fluoro ethylene carbonate and propylene carbonate as the electrolyte solvent.

그러나 이와 같은 조성의 의 용매를 전해액 용매로 사용하는 경우 플루오르 에틸렌 카보네이트 및 프로필렌 카보네이트의 유전상수는 높지만 점도가 높기 때문에 저해액의 이온 전도도는 7mS/cm미만으로 낮아져 전지 성능이 악화되는 문제가 있다. However, when the solvent of the composition is used as the electrolyte solvent, the dielectric constant of fluoroethylene carbonate and propylene carbonate is high, but the viscosity is high, the ion conductivity of the inhibitor is lowered to less than 7mS / cm, there is a problem that the battery performance deteriorates.

따라서, 전지특성에는 영향을 주지 않으면서도 수명특성 및 보존특성을 향상시킬 수 있는 리튬 2차전지용 비수성 전해액에 대한 연구, 개발이 필요한 실정이다.Accordingly, research and development of a non-aqueous electrolyte for lithium secondary batteries that can improve life characteristics and storage characteristics without affecting battery characteristics are required.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 리튬 2차전지, 특히 비수성 전해액 을 사용하는 리튬 2차전지에 있어서 비수성 전해액에 일정한 첨가물을 첨가함으로써 전지의 수명특성 및 고온 보존특성을 향상시킬 수 있는 리튬 2차전지용 비수성 전해액을 제공하는데에 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is a lithium secondary battery, in particular lithium secondary battery using a non-aqueous electrolyte, lithium 2 which can improve the life characteristics and high temperature storage characteristics of the battery by adding a certain additive to the non-aqueous electrolyte The present invention provides a nonaqueous electrolyte solution for a battery.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 본 발명의 비수성 전해액을 포함하는 리튬 2차전지를 제공하는데에 있다.Another object of the present invention is to provide a lithium secondary battery including the non-aqueous electrolyte of the present invention.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 리튬 2차전지용 비수성 전해액은 카보네이트계 용매, 에스테르계 용매, 에테르계 용매, 및 케톤계 용매로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 용매를 포함하는 비수성 유기용매와, 상기 비수성 유기용매에 용해되어 있는 리튬염을 포함하는 기본전해액; 기본전해액에 하기 화학식 1로 표시되는 트리 메톡시 보록신(Trimethoxyboroxine)이 첨가되는 것을 특징으로 한다.Non-aqueous electrolyte lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention for solving the above technical problem includes at least one solvent selected from the group consisting of carbonate solvent, ester solvent, ether solvent, and ketone solvent. A basic electrolyte containing a non-aqueous organic solvent and a lithium salt dissolved in the non-aqueous organic solvent; To the basic electrolyte is characterized in that the trimethoxy boroxine (Trimethoxyboroxine) represented by the formula (1) is added.

상기의 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 리튬 2차전지는 본 발명의 전해액, 전해액을 사이에 두고 서로 대향되게 위치하는 양전극과 음전극으로 구성된 전극부, 및 양전극과 음전극을 전기적으로 분리해주는 세퍼레이터를 포함한다.Lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention for solving the above other technical problem is an electrolytic solution of the present invention, an electrode portion composed of a positive electrode and a negative electrode which are disposed to face each other with the electrolyte therebetween, and the positive electrode and the negative electrode electrically It includes a separator that separates it.

Figure 112006098515413-PAT00002
Figure 112006098515413-PAT00002

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the accompanying drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, only the present embodiments to make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the person having the scope of the invention, which is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

본 발명의 실시예에 따른 리튬 2차전지용 비수성 전해액(nonaqueous electrolyte)은 용어 그대로 물(H2O)을 포함하고 있지 않으며 오직 유기 용매만을 용매로 하며, 이러한 비수성 유기용매에 리튬염이 용해되어 있는 기본 전해질에 본 발명의 기술적 과제인 리튬 2차전지의 수명특성, 보존특성을 향상시켜주기 위한 첨가제들이 첨가되어 있다.A nonaqueous electrolyte for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention does not include water (H 2 O) as it is, and only an organic solvent is used as a solvent, and a lithium salt is dissolved in such a non-aqueous organic solvent. To the basic electrolyte, additives are added to improve the life and storage characteristics of the lithium secondary battery, which is a technical problem of the present invention.

기본전해액은 비수성 유기용매와 리튬염을 포함한다.The basic electrolyte solution contains a non-aqueous organic solvent and a lithium salt.

비수성 유기용매는 전지의 전기화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 하는 것으로 이온의 해리도를 높여 이온의 전도를 원활하게 해주기 위해 유전율(극성)이 크고 저점도를 가지는 것을 사용하는 것이 바람직한데, 일반적으로 고유전율, 고점도를 가지는 용매와 저유전율, 저점도를 가지는 용매로 구성된 두 가지 이상의 혼합용매를 사용하는 것이 바람직하다.Non-aqueous organic solvents act as a medium through which ions involved in the electrochemical reaction of a battery can move. It is recommended to use a material having a high dielectric constant (polarity) and a low viscosity to increase ion dissociation and facilitate ion conduction. In general, it is preferable to use two or more mixed solvents composed of a solvent having a high dielectric constant and a high viscosity and a solvent having a low dielectric constant and a low viscosity.

본 발명에서 사용되는 비수성 유기용매는 카보네이트계, 에스테르계, 에테르계, 케톤계 용매로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 용매를 포함한다.The non-aqueous organic solvent used in the present invention includes at least one solvent selected from the group consisting of carbonate-based, ester-based, ether-based, and ketone-based solvents.

카보네이트계 용매는 상기 카보네이트계 용매는 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 1,2-부틸렌카보네이트(BC), 2,3-부틸렌카보네이트, 1,2-펜틸렌 카보네이트, 2,3-펜틸렌카보네이트 중 하나 이상의 환형(cyclic) 카보네이트계 유기용매와, 디메틸카보네이트(DMC), 디에틸카보네이트(DEC), 디프로필카보네이트(DPC), 에틸메틸카보네이트(EMC), 메틸프로필카보네이트(MPC) 및 에틸프로필카보네이트(EPC) 중 하나 이상의 사슬형(chain) 카보네이트계 유기용매가 혼합되어 있다.The carbonate solvent may be ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), 1,2-butylene carbonate (BC), 2,3-butylene carbonate, 1,2-pentylene carbonate, 2, One or more cyclic carbonate organic solvents of 3-pentylene carbonate, dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), ethyl methyl carbonate (EMC), methyl propyl carbonate (MPC) ) And one or more chain carbonate organic solvents of ethyl propyl carbonate (EPC) are mixed.

이때, 환형 카보네이트계 유기용매와 사슬형 카보네이트계 유기용매는 부피비를 기준으로 1:1 내지 1:9의 비율로 혼합되어 있으며, 바람직하게는 1:1.5 내지 1:4의 부피비율로 혼합하여 사용하는 것이 전지의 수명특성과 보존특성 측면에서 가장 바람직하다.In this case, the cyclic carbonate organic solvent and the chain carbonate organic solvent are mixed in a ratio of 1: 1 to 1: 9 based on the volume ratio, and preferably mixed in a volume ratio of 1: 1.5 to 1: 4. It is most preferable in view of the life characteristics and storage characteristics of the battery.

특히, 환형 카보네이트계 유기용매 중에서는 유전율이 높은 에틸렌 카보네이 트와 프로필렌 카보네이트를 사용하고, 음극 활물질로 인조흑연이 사용되는 경우에는 에틸렌 카보네이트를 사용하는 것이 바람직하며, 사슬형 카보네이트계 유기용매 중에서는 점도가 낮은 디메틸 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트를 사용하는 것이 바람직하다.In particular, in the cyclic carbonate organic solvent, ethylene carbonate and propylene carbonate having a high dielectric constant are used, and when artificial graphite is used as the negative electrode active material, ethylene carbonate is preferably used. In the chain carbonate organic solvent, Preference is given to using dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate and diethyl carbonate having a low viscosity.

에스테르계 유기용매는 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 메틸프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, γ-부티로락톤, γ-발레로락톤, γ-카프로락톤, δ-발레로락톤, ε-카프로락톤으로 이루어진 군에에서 선택되는 하나 이상을 사용하고, 에테르계 유기용매로는 테트라하이드로퓨란, 2-메틸테트라하이드로퓨란, 디부틸에테르 중에서 선택되는 하나 이상을 사용하며, 케톤계 유기용매로는 폴리메틸비닐 케톤을 사용한다.The ester organic solvent is methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ-caprolactone, δ-valerolactone, ε-capro One or more selected from the group consisting of lactones are used, and one or more selected from tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, and dibutyl ether is used as the ether organic solvent, and as the ketone organic solvent, Methylvinyl ketone is used.

상기 비수성 유기용매에는 하기 화학식 2로 표시되는 방향족 탄화수소계 유기용매가 더 포함될 수 있다.The non-aqueous organic solvent may further include an aromatic hydrocarbon organic solvent represented by Formula 2 below.

Figure 112006098515413-PAT00003
Figure 112006098515413-PAT00003

(R은 할로겐 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, q는 0 내지 6의 정수이다)(R is a halogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, q is an integer of 0 to 6)

방향족 탄화수소계 유기용매로는 구체적으로 벤젠, 플루오로벤젠, 브로모벤 젠, 클로로벤젠, 톨루엔, 자일렌, 메시틸렌, 플로오로톨루엔, 다이플로오로톨루엔, 트리플루오로톨루엔 중 하나 이상을 사용할 수 있다.Specifically, the aromatic hydrocarbon-based organic solvent may be one or more of benzene, fluorobenzene, bromobenzen, chlorobenzene, toluene, xylene, mesitylene, fluorotoluene, difluorotoluene, and trifluorotoluene. .

방향족 탄화수소계 화합물과 카보네이트계 용매는 부피비를 기준으로 1:1 내지 1:30의 범위에서 첨가량이 정해진다.The amount of the aromatic hydrocarbon compound and the carbonate solvent is determined in the range of 1: 1 to 1:30 based on the volume ratio.

상기 비수성 유기용매에는 리튬염이 용해되어 기본전해질을 구성하게 된다.Lithium salt is dissolved in the non-aqueous organic solvent to form a basic electrolyte.

이때, 리튬염은 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 작용하여 기본적인 리튬전지의 작동을 가능하게 한다.At this time, the lithium salt serves as a source of lithium ions in the battery to enable the operation of the basic lithium battery.

리튬염으로는 LiPF6, LiClO4, LiAsF6, LiBF4, LiN(C2F5SO3)2, LiN(C2F5SO2)2, LiN(CF3SO2)2, LiSbF6, LiCF3SO3, LiC4F9SO3, LiAlO4, LiAlCl4, LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2, 단 x 및 y는 자연수), LiCl, 및 LiI 중에서 선택되는 하나 이상을 사용한다.Lithium salts include LiPF 6 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiN (C 2 F 5 SO 3 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiSbF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiAlO 4 , LiAlCl 4 , LiN (C x F 2x + 1 SO 2 ) (C y F 2y + 1 SO 2 , wherein x and y are natural numbers), LiCl, and At least one selected from LiI is used.

리튬염의 첨가량은 전체 전해액 내에서 0.6 내지 2.0M가 되도록 해주며, 전해질의 전기전도도와 관련된 성질 및 리튬이온의 이동성과 관련된 점도를 고려할 때 0.7 내지 1.6M의 범위가 되도록 해주는 것이 바람직하며, 0.7 내지 1.6M의 범위로 해주는 것이 더 바람직하다.The amount of lithium salt added is 0.6 to 2.0M in the total electrolyte, and considering the properties related to the electrical conductivity of the electrolyte and the viscosity related to the mobility of lithium ions, it is preferable to be in the range of 0.7 to 1.6M, and 0.7 to More preferably, it is in the range of 1.6M.

상기와 같이 비수성 유기용매에 리튬염이 용해되어 있는 기본전해질에는 하기 화학식 1로 표시되는 트리 메톡시 보록신(Trimethoxyboroxine)이 첨가제로서 첨가된다.As described above, trimethoxyboroxine represented by Formula 1 is added as an additive to the basic electrolyte in which lithium salt is dissolved in the non-aqueous organic solvent.

Figure 112006098515413-PAT00004
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상기 트리 메톡시 보록신(Trimethoxyboroxine)의 첨가량은 비수성 유기용매 100중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부이다.The amount of trimethoxyboroxine added is 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the nonaqueous organic solvent.

첨가제로 사용되는 트리 메톡시 보록신(Trimethoxyboroxine)의 첨가량이 상기와 같은 범위를 가지는 이유는 정전용량이 그 범위에서 최적화된 값을 나타내기 때문이다.The reason why the amount of trimethoxyboroxine used as an additive has such a range is that the capacitance exhibits an optimized value in that range.

또한, 본 발명의 비수성 전해액에는 필요에 따라 아세트산프로필, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 프로피온산메틸, 프로피온산에틸 등을 추가로 포함할 수도 있다.Further, the non-aqueous electrolyte solution of the present invention may further contain propyl acetate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, and the like, as necessary.

본 발명의 리튬 이차 전지의 전해액은 통상 -20∼60℃의 온도 범위에서 보존특성이 우수하고 장시간의 수명을 유지할 수 있으므로 리튬 이차 전지의 안전성과 신뢰성을 향상시킨다. 본 발명의 전해액은 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지 등 모든 리튬 이차 전지에 적용될 수 있다.The electrolyte of the lithium secondary battery of the present invention is excellent in storage characteristics and can maintain a long life in the temperature range of -20 to 60 ℃ usually improves the safety and reliability of the lithium secondary battery. The electrolyte solution of the present invention can be applied to all lithium secondary batteries such as lithium ion batteries and lithium polymer batteries.

도 1는 양전극(100)금속으로 알루미늄(Al)을, 음전극(110)금속으로 구리(Cu)를 사용하고 양전극(100) 활물질로서 LiCoO2, 음전극 활물질로서 탄소(C)를 사용하 며 본 발명의 비수성 전해액을 전해액(130)로서 사용한 리튬 2차전지를 나타내는 모식도이다.1 shows that aluminum (Al) is used as the positive electrode 100 metal, copper (Cu) is used as the negative electrode 110 metal, LiCoO 2 is used as the positive electrode 100 active material, and carbon (C) is used as the negative electrode active material. It is a schematic diagram which shows the lithium secondary battery which used the nonaqueous electrolyte solution as electrolyte solution 130. FIG.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 리튬 2차전지는 양전극(100)과 음전극(110), 전해액(130) 및 세퍼레이터(140)를 포함한다.As shown in FIG. 1, a lithium secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention includes a positive electrode 100, a negative electrode 110, an electrolyte 130, and a separator 140.

다만, 본 발명의 실시예에 따른 리튬 2차전지에 사용되는 전해액(130)은 앞서 설명했던 본 발명의 실시예에 따른 비수성 전해액이 사용되므로 그에 대한 설명은 상기에서 이미 하였으므로 여기서는 생략하기로 한다.However, since the electrolyte 130 used in the lithium secondary battery according to the embodiment of the present invention is used, the non-aqueous electrolyte according to the embodiment of the present invention has been described above. .

양전극(100)과 음전극(110)은 전해액(130)을 사이에 두고 서로 대향되도록 배치되어 있다.The positive electrode 100 and the negative electrode 110 are disposed to face each other with the electrolyte 130 interposed therebetween.

양전극(100)은 금속에 활물질로서 상기 양전극은 금속에 LixMn1 - yMyA2,, LixMn2O4-zXz, LixMn2 - yMyM'zA4, LixCo1 - yMyA2,LixCo1 - yMyO2 - zXz, LixNi1 - yMyO2 - zXz, LixNi1 - yCoyO2 -zXz, LixNi1 -y- zCoyMzAα, LixNi1 -y- zCoyMzO2 Xα, LixNi1 -y- zMnyMzAα, LixNi1 -y- zMnyMzO2 Xα 중 선택되는 하나 이상의 활물질이 코팅되어 있다.The positive electrode 100 is an active material in a metal, and the positive electrode is Li x Mn 1 - y M y A 2 , Li x Mn 2 O 4-z X z , Li x Mn 2 - y M y M ' z A 4 , Li x Co 1 - y M y A 2 , Li x Co 1 - y M y O 2 - z X z , Li x Ni 1 - y M y O 2 - z X z , Li x Ni 1 - y Co y O 2 -z x z, Li x Ni 1 -y- z Co y M z A α, Li x Ni 1 -y- z Co y M z O 2 -α x α, Li x Ni 1 -y- z Mn y M z a α, there are one or more active materials selected from Li x Ni 1 -y- z Mn y M z O 2 -α x α is coated.

(상기에서 0.9≤x≤1.1, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.5, 0≤α≤2이고,(Wherein 0.9≤x≤1.1, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.5, 0≤α≤2,

M과 M'은 동일하거나 서로 다르며 Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, Sn, V, Ge, Ga, B, As, Zr, Mn, Cr, Fe, Sr, V 및 희토류 원소로 이루어진 군에서 선택되며,M and M 'are the same or different and include Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, Sn, V, Ge, Ga, B, As, Zr, Mn, Cr, Fe, Sr, V and rare earths Selected from the group of elements,

A는 O, F, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되고,A is selected from the group consisting of O, F, S and P,

X는 F, S 및 P로 이루어진 군에서 선택된다)X is selected from the group consisting of F, S and P)

음전극(110)은 금속에 리튬이온을 삽입 및 탈리할 수 있는 탄소(결정질 탄소, 비정질 탄소 모두 가능) 활물질이 코팅되어 있는 것을 사용하였으나, 이외에도 탄소복합체, 탄소섬유, 리튬금속, 기튬합금, 리튬 복합체 중 선택되는 하나 이상의 활물질이 코팅되어 있을 수도 있다.The negative electrode 110 is coated with a carbon active material capable of inserting and detaching lithium ions into a metal (both crystalline carbon and amorphous carbon), but in addition, carbon composite, carbon fiber, lithium metal, lithium alloy, and lithium composite At least one active material selected from among may be coated.

예컨대, 비결정질 탄소로는 하드카본, 코크스, 1500℃ 이하에서 소성한 메조카본 마이크로비드(mesocarbon microbead;MCMB), 메조페이스피치계 탄소섬유(mesophase pitch-based carbon fiber; MPCF)등이 있다.For example, amorphous carbons include hard carbon, coke, mesocarbon microbeads (MCMB) fired at 1500 ° C. or lower, mesophase pitch-based carbon fibers (MPCF), and the like.

결정질 탄소로는 흑연계 재료가 사용되며, 구체적으로는 천연흑연, 흑연화 코크스, 흑연화 MCMB, 흑연화 MPCF 등이 있다. 상기 탄소재 물질은 d002 층간거리(interplanar distance)가 3.35∼3.38Å, X-선 회절(X-ray diffraction)에 의한 Lc(crystallite size)가 적어도 20㎚ 이상인 물질이 바람직하다. 리튬 합금으로는 리튬과 알루미늄, 아연, 비스무스, 카드뮴, 안티몬, 실리콘, 납, 주석, 갈륨 또는 인듐과의 합금이 사용될 수 있다.Graphite-based materials are used as the crystalline carbon, and specific examples thereof include natural graphite, graphitized coke, graphitized MCMB, and graphitized MPCF. The carbonaceous material is preferably a material having an d002 interplanar distance of 3.35 to 3.38 kPa and an Lc (crystallite size) of at least 20 nm by X-ray diffraction. As the lithium alloy, an alloy of lithium with aluminum, zinc, bismuth, cadmium, antimony, silicon, lead, tin, gallium or indium may be used.

양극 또는 음극은 전극 활물질, 바인더 및 도전재, 그리고 필요한 경우 증점제를 용매에 분산시켜 전극 슬러리 조성물을 제조하고, 이 슬러리 조성물을 전극 집전체에 도포하여 제조될 수 있다.The positive electrode or the negative electrode may be prepared by dispersing an electrode active material, a binder and a conductive material, and, if necessary, a thickener in a solvent to prepare an electrode slurry composition, and applying the slurry composition to an electrode current collector.

양극 집전체로는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등을 사용할 수 있고, 음극 집전체로는 구리 또는 구리 합금 등을 사용할 수 있다. 상기 양극 집전체 및 음극 집전체의 형태로는 호일, 필름, 시트, 펀칭된 것, 다공질체, 발포체 등을 들 수 있다.Aluminum or an aluminum alloy may be used as the positive electrode current collector, and copper or a copper alloy may be used as the negative electrode current collector. Examples of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector include a foil, a film, a sheet, a punched one, a porous body, a foam, and the like.

바인더는 활물질의 페이스트화, 활물질의 상호 접착, 집전체와의 접착, 활물질 팽창 및 수축에 대한 완충효과 등의 역할을 하는 물질로서, 예를 들면 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리헥사플루오로프로필렌-폴리비닐리덴플루오라이드의 공중합체(P(VdF/HFP)), 폴리(비닐아세테이트), 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐피롤리돈, 알킬레이티드폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐에테르, 폴리(메틸메타크릴레이트), 폴리(에틸아크릴레이트), 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐피리딘, 스티렌-부타디엔 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무 등이 있다.The binder is a material that plays a role of pasting the active material, mutual adhesion of the active material, adhesion with the current collector, buffering effect on the expansion and contraction of the active material, and the like, for example, polyvinylidene fluoride and polyhexafluoropropylene-poly Copolymers of vinylidene fluoride (P (VdF / HFP)), poly (vinylacetate), polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, alkylated polyethylene oxide, polyvinyl ether, poly (methylmethacryl) Rate), poly (ethylacrylate), polytetrafluoroethylene, polyvinylchloride, polyacrylonitrile, polyvinylpyridine, styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber and the like.

바인더의 함량은 전극 활물질에 대하여 0.1 내지 30중량%, 바람직하게는 1 내지 10중량%이다. 상기 바인더의 함량이 너무 적으면 전극 활물질과 집전체와의 접착력이 불충분하고, 바인더의 함량이 너무 많으면 접착력은 좋아지지만 전극 활물질의 함량이 그만큼 감소하여 전지용량을 고용량화하는데 불리하다.The content of the binder is 0.1 to 30% by weight, preferably 1 to 10% by weight based on the electrode active material. When the content of the binder is too small, the adhesion between the electrode active material and the current collector is insufficient, and when the content of the binder is too high, the adhesion is improved, but the content of the electrode active material decreases by that amount, which is disadvantageous in increasing battery capacity.

도전재는 전자 전도성을 향상시키는 물질로서, 흑연계 도전제, 카본 블랙계 도전제, 금속 또는 금속 화합물계 도전제로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 사용할 수 있다. 상기 흑연계 도전제의 예로는 인조흑연, 천연 흑연 등이 있으며, 카본 블랙계 도전제의 예로는 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙(ketjen black), 덴카 블랙(denka black), 써멀 블랙(thermal black), 채널 블랙(channel black) 등이 있으며, 금속계 또는 금속 화합물계 도전제의 예로는 주석, 산화주석, 인산주석(SnPO4), 산화티타늄, 티탄산칼륨, LaSrCoO3, LaSrMnO3와 같은 페로브스카이 트(perovskite) 물질이 있다.The conductive material may be at least one selected from the group consisting of a graphite-based conductive agent, a carbon black-based conductive agent, a metal or a metal compound-based conductive agent as a material for improving electronic conductivity. Examples of the graphite conductive agent include artificial graphite and natural graphite, and examples of the carbon black conductive agent include acetylene black, ketjen black, denka black, thermal black, and channel. And black or the like, and examples of the metal or metal compound conductive agent include perovskite such as tin, tin oxide, tin phosphate (SnPO 4 ), titanium oxide, potassium titanate, LaSrCoO 3 , and LaSrMnO 3. ) There is a substance.

그러나 상기 열거된 도전제에 한정되는 것은 아니다. 상기 도전제의 함량은 전극 활물질에 대하여 0.1 내지 10중량%인 것이 바람직하다. 도전제의 함량이 0.1중량%보다 적은 경우에는 전기 화학적 특성이 저하되고, 10중량%을 초과하는 경우에는 중량당 에너지 밀도가 감소한다.However, it is not limited to the conductive agents listed above. The content of the conductive agent is preferably 0.1 to 10% by weight based on the electrode active material. When the content of the conductive agent is less than 0.1% by weight, the electrochemical properties are lowered, and when the content of the conductive agent is greater than 10% by weight, the energy density per weight decreases.

증점제는 활물질 슬러리 점도조절의 역할을 할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면 카르복시메틸 셀룰로오스, 하이드록시메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스 등이 사용될 수 있다.The thickener is not particularly limited as long as it can play a role of controlling the viscosity of the active material slurry. For example, carboxymethyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, or the like may be used.

전극 활물질, 바인더, 도전재 등이 분산되는 용매로는 비수용매 또는 수계용매가 사용된다. 비수용매로는 N-메틸-2-피롤디돈(NMP), 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N,N-디메틸아미노프로필아민, 에틸렌옥사이드, 테트라히드로퓨란 등을 들 수 있다.As a solvent in which an electrode active material, a binder, a conductive material, etc. are disperse | distributed, a non-aqueous solvent or an aqueous solvent is used. Examples of the non-aqueous solvent include N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylformamide, dimethylacetamide, N, N-dimethylaminopropylamine, ethylene oxide and tetrahydrofuran.

이때, 양전극(100)과 음전극(110)에 사용되는 금속은 충전시에 외부로부터 전압이 가해지고, 방전시 외부로 전압을 공급하는 부분이며, 양극 활물질들은 양전하들을 모으는 집전체(collector), 음극 활물질은 음전하들을 모으는 집전체로서의 역할을 수행하게 된다.In this case, the metal used in the positive electrode 100 and the negative electrode 110 is a portion to which a voltage is applied from the outside during charging and supplies a voltage to the outside during discharge, and the positive electrode active materials are a collector and a negative electrode that collect positive charges. The active material serves as a current collector for collecting negative charges.

세퍼레이터(140)는 양전극(100)과 음전극(110)을 전기적으로 분리시켜주어 단락(short)을 방지하고 리튬 이온의 이동통로 역할을 하는 것이다.The separator 140 electrically separates the positive electrode 100 and the negative electrode 110 to prevent a short and serve as a movement path of lithium ions.

세퍼레이터(140)로는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌으로 된 단층 세퍼레이터, 폴리에틸렌/폴리프로필렌이 적층된 2층 세퍼레이터, 폴리에틸렌/폴리프로필렌/ 폴리에틸렌, 또는 폴리프로필렌/폴리에틸렌/폴리프로필렌이 적층된 3층 세퍼레이터 중 하나가 사용되며, 다중막, 미세다공성 필름, 직포 및 부직포의 형태로 된 것을 사용할 수 있다. 또한, 다공성의 폴리올레핀 필름에 안정성이 우수한 수지가 코팅된 필름을 사용할 수도 있다.As the separator 140, one of a single layer separator made of polyethylene or polypropylene, a two layer separator laminated with polyethylene / polypropylene, polyethylene / polypropylene / polyethylene, or a three layer separator laminated with polypropylene / polyethylene / polypropylene is used. It may be used in the form of a multi-layer, microporous film, woven fabric and nonwoven fabric. In addition, a film coated with a resin having excellent stability may be used for the porous polyolefin film.

상기와 같이 제조되는 전극조립체는 전해액과 함께 캔(can)형의 수납체에 수납하고, 캔의 상단부를 캡조립체로 밀봉함으로써 리튬 2차 전지가 완성된다.The electrode assembly manufactured as described above is accommodated in a can-shaped housing together with an electrolyte, and the upper end of the can is sealed with a cap assembly to complete a lithium secondary battery.

이때, 캡조립체는 캡플레이트와 절연플레이트, 터미널플레이트 및 전극단자를 포함하여 구성된다.In this case, the cap assembly includes a cap plate, an insulating plate, a terminal plate, and an electrode terminal.

이때, 캡조립체는 절연케이스와 결합되어 캔을 밀봉하는 역할을 한다. 또한, 캡플레이트의 중앙부에는 전극단자가 삽입되는 단자통공이 형성되어 있는데, 전극단자가 단자통공에 삽입될 때는 전극단자와 캡플레이트의 절연을 위하여 전극단자의 외면에 튜브형 개스킷이 결합되어 함께 삽입된다.At this time, the cap assembly is combined with the insulating case serves to seal the can. In addition, a terminal through-hole having an electrode terminal inserted therein is formed at the center of the cap plate. When the electrode terminal is inserted into the terminal through-hole, a tubular gasket is coupled to the outer surface of the electrode terminal for insertion of the electrode terminal and the cap plate. .

상기 캡조립체가 캔의 상단부에 조립된 후 전해액 주입공을 통하여 전해액이 주입되고 전해액 주입공은 마개에 의하여 밀폐된다. 이때 상기 전극단자는 음극의 음극탭과 양극의 양극탭에 연결되어 각각 연결되어 음극단자 또는 양극단자로 작용하게 된다.After the cap assembly is assembled to the upper end of the can, the electrolyte is injected through the electrolyte injection hole and the electrolyte injection hole is closed by a cap. In this case, the electrode terminals are connected to the negative electrode tab of the negative electrode and the positive electrode tab of the positive electrode, respectively, and act as negative electrode terminals or positive electrode terminals.

다만, 본 발명의 리튬 2차전지가 상기 형상으로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 양극 활물질을 포함하며 전지로서 작동할 수 있는 원통형, 파우치형 등 어떠한 형상도 가능하다.However, the lithium secondary battery of the present invention is not limited to the above shape, and any shape, such as a cylindrical shape or a pouch type, including the cathode active material of the present invention and capable of operating as a battery is possible.

이하에서는 본 발명의 실시예들에 따른 리튬 2차전지용 비수성 전해액에 의 할 경우 리튬 2차전지의 수명특성 및 보존특성이 향상된다는 것을 구체적인 실시예들과 비교예들을 들어 설명하기로 한다. 다만, 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략한다.Hereinafter, the life characteristics and the storage characteristics of the lithium secondary battery are improved by using the nonaqueous electrolyte solution for the lithium secondary battery according to the embodiments of the present invention with reference to specific examples and comparative examples. However, the content not described herein is omitted because it can be inferred technically sufficient by those skilled in the art.

<< 실시예Example 1> 1>

양극 활물질로서 LiCoO2, 바인더로서 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF) 및 도전제로서 카본을 92:4:4의 중량비로 혼합한 다음, N-메틸-2-피롤리돈에 분산시켜 양극 슬러리를 제조하였다. 이 슬러리를 두께 20㎛의 알루미늄 호일에 코팅한 후 건조, 압연하여 양극을 제조하였다.LiCoO 2 as a positive electrode active material, polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder and carbon as a conductive agent were mixed in a weight ratio of 92: 4: 4, and then dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone to prepare a positive electrode slurry. It was. The slurry was coated on an aluminum foil having a thickness of 20 μm, dried, and rolled to prepare a positive electrode.

음극 활물질로 인조 흑연, 바인더로서 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 및 증점제로서 카르복시메틸셀룰로오스를 96:2:2의 중량비로 혼합한 다음 물에 분산시켜 음극 활물질 슬러리를 제조하였다. 이 슬러리를 두께 15㎛의 구리 호일에 코팅한 후 건조, 압연하여 음극을 제조하였다.Artificial graphite as a negative electrode active material, styrene-butadiene rubber (SBR) as a binder, and carboxymethyl cellulose as a thickener were mixed in a weight ratio of 96: 2: 2, and then dispersed in water to prepare a negative electrode active material slurry. The slurry was coated on a copper foil having a thickness of 15 μm, dried, and rolled to prepare a negative electrode.

상기 제조된 전극들 사이에 두께 20㎛의 폴리에틸렌(PE) 재질의 필름 세퍼레이터를 넣어 권취(rolling) 및 압축하여 원통형 캔에 삽입하였다. 상기 원통형 캔에 전해액을 주입하여 리튬 이차 전지를 제조하였다.A film separator made of a polyethylene (PE) material having a thickness of 20 μm was inserted between the prepared electrodes, and then rolled and compressed to be inserted into a cylindrical can. An electrolyte was injected into the cylindrical can to prepare a lithium secondary battery.

상기와 같이 양극과 음극이 삽입된 원통캔에 본 발명의 전해액을 주입하여 리튬 2차전지를 제조하였다.As described above, the lithium secondary battery was manufactured by injecting the electrolyte solution of the present invention into a cylindrical can into which a positive electrode and a negative electrode were inserted.

이때, 전해액은 에틸렌 카보네이트(EC)/에틸메틸 카보네이트(EMC)/디메틸 카보네이트(DMC) 혼합 용매(1:1:1 부피비)에 LiPF6을 1.3M가 되도록 용해시킨 다음, 비닐에틸렌 카보네이트와 플루오로에틸렌 카보네이트를 첨가하여 제조하였으며, 이때 첨가제인 트리 메톡시 보록신(Trimethoxyboroxine)은 상기 비수성 유기용매 100 중량부에 대하여 0.1 중량부를 첨가하였다. In this case, the electrolyte solution is ethylene carbonate (EC) / ethyl methyl carbonate (EMC) / dimethyl carbonate (DMC) mixed solvent were dissolved so that a 1.3M LiPF 6 in (1: 1 volume ratio: 1) and then, vinyl ethylene carbonate, and fluoro It was prepared by adding ethylene carbonate, wherein the additive trimethoxyboroxine was added 0.1 parts by weight based on 100 parts by weight of the non-aqueous organic solvent.

<< 실시예Example 2> 2>

첨가제인 트리 메톡시 보록신(Trimethoxyboroxine)을 비수성 유기용매 100 중량부에 대하여 1 중량부 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.The same procedure as in Example 1 was carried out except that trimethoxyboroxine, an additive, was added in an amount of 1 part by weight based on 100 parts by weight of the non-aqueous organic solvent.

<< 실시예Example 3> 3>

첨가제인 트리 메톡시 보록신(Trimethoxyboroxine)을 비수성 유기용매 100 중량부에 대하여 2.0 중량부 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.Except for adding trimethoxyboroxine additive 2.0 parts by weight to 100 parts by weight of the non-aqueous organic solvent was carried out in the same manner as in Example 1.

<< 실시예Example 4> 4>

첨가제인 트리 메톡시 보록신(Trimethoxyboroxine)을 비수성 유기용매 100 중량부에 대하여 5.0 중량부 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시 하였다.Trimethoxyboroxine, an additive, was added in the same manner as in Example 1 except that 5.0 parts by weight of trimethoxyboroxine was added based on 100 parts by weight of the non-aqueous organic solvent.

<< 실시예Example 5> 5>

첨가제인 트리 메톡시 보록신(Trimethoxyboroxine)을 비수성 유기용매 100 중량부에 대하여 10 중량부 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.The same procedure as in Example 1 was carried out except that trimethoxyboroxine, an additive, was added in an amount of 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the non-aqueous organic solvent.

<< 비교예Comparative example 1> 1>

첨가제인 트리 메톡시 보록신(Trimethoxyboroxine)을 첨가하지 않는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.The same procedure as in Example 1 was conducted except that trimethoxyboroxine was not added as an additive.

<< 비교예Comparative example 2> 2>

첨가제인 트리 메톡시 보록신(Trimethoxyboroxine)을 비수성 유기용매 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.Trimethoxyboroxine, an additive, was added in the same manner as in Example 1 except that 0.01 parts by weight of trimethoxyboroxine was added based on 100 parts by weight of the non-aqueous organic solvent.

<< 비교예Comparative example 3> 3>

첨가제인 트리 메톡시 보록신(Trimethoxyboroxine)을 비수성 유기용매 100 중량부에 대하여 15 중량부 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.The same procedure as in Example 1 was conducted except that 15 parts by weight of trimethoxyboroxine, an additive, was added to 100 parts by weight of the nonaqueous organic solvent.

<표준용량><Standard capacity>

실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 전지를 0.5C/4.2V 정전류-정전압 조건으로 3시간 충전하였을 때의 표준용량을 표 1에 나타내었다.Table 1 shows standard capacities when the batteries prepared according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 were charged for 3 hours under 0.5 C / 4.2 V constant current-constant voltage conditions.

<상온 수명 특성><Room temperature life characteristics>

실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 전지를 25℃에서 0.5C/4.2V CC-CV, 3시간 충전을 실시하고, 1C CC 방전을 하여 3V에서 컷-오프(cut-off)하였다. 이 과정을 300회 반복한 후, 상온 300사이클째의 용량 유지율(%)을 계산하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The cells prepared according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 were charged with 0.5 C / 4.2 V CC-CV for 3 hours at 25 ° C., and then cut-off at 3 V by 1 C CC discharge. ) After repeating this process 300 times, the capacity retention rate (%) was calculated at room temperature 300 cycles, and the results are shown in Table 1 below.

*  * 300사이클째의300th cycle 용량 유지율(%) = ( Capacity Retention Rate (%) = ( 300사이클째의300th cycle 방전 용량)/( Discharge capacity) / ( 1사이클째의1st cycle 방전용량)*100(%) Discharge capacity) * 100 (%)

<고온 보존 특성><High temperature preservation characteristic>

실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 전지를 25℃에서 0.5C/4.2V CC-CV, 3시간 충전하여, 85℃에서 4일 방치한 후의 전지 두께 변화량을 측정하였다.The cells prepared according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 were charged with 0.5 C / 4.2 V CC-CV for 3 hours at 25 ° C., and the amount of change in battery thickness after standing at 85 ° C. for 4 days was measured.

Figure 112006098515413-PAT00005
Figure 112006098515413-PAT00005

TMBXIN: 트리 메톡시 보록신(Trimethoxyboroxine)TMBXIN: Trimethoxyboroxine

표 1을 참조하면, 트리 메톡시 보록신(Trimethoxyboroxine)을 비수성 유기용매 100중량부에 대하여 0.1~10중량부의 범위에서 첨가한 실시예 1 내지 실시예 5의 전해액은 상온에서 300 사이클 용량유지율이 모두 80% 정도의 값을 보이고 있으며, 고온 수명특성도 매우 우수함을 알 수 있다.Referring to Table 1, the electrolyte solution of Examples 1 to 5 in which trimethoxyboroxine was added in the range of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the non-aqueous organic solvent had a 300-cycle capacity retention rate at room temperature. All show about 80% of the value, and it can be seen that the high temperature life characteristics are also excellent.

이에 비하여, 첨가제인 트리 메톡시 보록신(Trimethoxyboroxine)을 첨가하지 않은 비교예 1과 본 발명에서 제시하는 트리 메톡시 보록신(Trimethoxyboroxine)의 첨가량의 범위를 벗어나도록 첨가한 비교예 2와 비교예 3의 경우엔 표준용량도 적었을 뿐만 아니라, 300사이클 용량유지율도 60% 미만으로 실시예에 비하여 낮은 값을 나타내고 있으며, 고온보존특성도 좋지 않음을 알 수 있었다.On the other hand, Comparative Example 1 and Comparative Example 3, in which trimethoxyboroxine as an additive was not added, and Comparative Example 2 and Comparative Example 3, which were added so as to deviate from the range of addition amount of Trimethoxyboroxine, as presented in the present invention, were added. In the case of not only the standard capacity was small, but the 300-cycle capacity retention ratio was less than 60%, which is lower than that of the example, and it was found that the high temperature storage characteristics were not good.

이상 첨부된 도면 및 표를 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings and tables, the present invention is not limited to the above embodiments, but may be manufactured in various forms, and common knowledge in the art to which the present invention pertains. Those skilled in the art can understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

본 발명의 실시예에 따른 리튬 2차전지용 비수성 전해액 및 이를 포함하는 리튬 2차전지에 의하면 고전압 적용시 전지의 성능은 그대로 유지하면서 고온 보존특성이 우수하고 수명을 향상시킬 수 있다.According to the non-aqueous electrolyte lithium secondary battery and the lithium secondary battery including the same according to an embodiment of the present invention can maintain the performance of the battery as it is applied at high voltage while excellent in high temperature storage characteristics and can improve the life.

Claims (14)

카보네이트계 용매, 에스테르계 용매, 에테르계 용매, 및 케톤계 용매로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 용매를 포함하는 비수성 유기용매와, 상기 비수성 유기용매에 용해되어 있는 리튬염을 포함하는 기본전해액;Basic electrolyte containing a non-aqueous organic solvent containing at least one solvent selected from the group consisting of a carbonate solvent, an ester solvent, an ether solvent, and a ketone solvent, and a lithium salt dissolved in the non-aqueous organic solvent. ; 상기 기본전해액에 하기 화학식 1로 표시되는 트리 메톡시 보록신(Trimethoxyboroxine)이 첨가되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지용 비수성 전해액.A non-aqueous electrolyte solution for lithium secondary batteries, characterized in that trimethoxyboroxine represented by the following general formula (1) is added to the basic electrolyte solution.
Figure 112006098515413-PAT00006
Figure 112006098515413-PAT00006
제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 트리 메톡시 보록신(Trimethoxyboroxine)은 상기 비수성 유기용매 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부 첨가되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지용 비수성 전해액.The trimethoxyboroxine is 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the non-aqueous organic solvent. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 카보네이트계 용매는 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 1,2-부틸렌카보네이트(BC), 2,3-부틸렌카보네이트, 1,2-펜틸렌 카보네이트, 2,3-펜틸렌카보네이트 중 하나 이상의 환형 카보네이트계 유기용매와; 디메틸카보네이트(DMC), 디에틸카보네이트(DEC), 디프로필카보네이트(DPC), 에틸메틸카보네이트(EMC), 메틸프로필카보네이트(MPC) 및 에틸프로필카보네이트(EPC) 중 하나 이상의 사슬형 카보네이트계 유기용매가 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지용 비수성 전해액.The carbonate solvent is ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), 1,2-butylene carbonate (BC), 2,3-butylene carbonate, 1,2-pentylene carbonate, 2,3-pentylene One or more cyclic carbonate-based organic solvents of carbonates; The chain carbonate organic solvent of at least one of dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), ethyl methyl carbonate (EMC), methyl propyl carbonate (MPC) and ethyl propyl carbonate (EPC) A non-aqueous electrolyte solution for lithium secondary batteries, which is mixed. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 환형 카보네이트계 유기용매와 사슬형 카보네이트계 유기용매는 부피비로 1:1 내지 1:9의 비율로 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지용 비수성 전해액.The cyclic carbonate organic solvent and the chain carbonate organic solvent are non-aqueous electrolyte solution for lithium secondary batteries, characterized in that they are mixed in a volume ratio of 1: 1 to 1: 9. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 에스테르계 용매는 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 메틸프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, γ-부티로락톤, γ-발레로락톤, γ-카프로락톤, δ-발레로락톤, ε-카프로락톤으로 이루어진 군에에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지용 비수성 전해액.The ester solvent is methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ-caprolactone, δ-valerolactone, ε-capro A non-aqueous electrolyte solution for lithium secondary batteries, characterized in that it comprises at least one selected from the group consisting of lactones. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 에테르계 용매는 테트라하이드로퓨란, 2-메틸테트라하이드로퓨란, 디부틸에테르 중에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지용 비수성 전해액.The ether solvent is at least one selected from tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dibutyl ether, non-aqueous electrolyte for lithium secondary battery. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 케톤계 용매는 폴리메틸비닐 케톤인 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지용 비수성 전해액.The ketone solvent is a non-aqueous electrolyte lithium secondary battery, characterized in that the polymethyl vinyl ketone. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 비수성 유기용매는 하기 화학식 3으로 표시되는 방향족 탄화수소계 화합물 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지용 비수성 전해액.The non-aqueous organic solvent is a non-aqueous electrolyte lithium secondary battery, characterized in that it further comprises an aromatic hydrocarbon compound represented by the formula (3).
Figure 112006098515413-PAT00007
Figure 112006098515413-PAT00007
(단, R은 할로겐 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, q는 0 내지 6의 정수임)(Wherein R is a halogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and q is an integer of 0 to 6)
제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 방향족 탄화수소계 화합물은 벤젠, 플루오로벤젠, 브로모벤젠, 클로로벤젠, 톨루엔, 자일렌, 메시틸렌, 플로오로톨루엔, 다이플로오로톨루엔, 트리플루오로톨루엔 중 하나인 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지용 비수성 전해액.The aromatic hydrocarbon compound is lithium secondary, characterized in that one of benzene, fluorobenzene, bromobenzene, chlorobenzene, toluene, xylene, mesitylene, fluoro toluene, difluoro toluene, trifluoro toluene Non-aqueous electrolyte solution for batteries. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,The method according to claim 8 or 9, 상기 방향족 탄화수소계 화합물과 상기 카보네이트계 용매는 1:1 내지 1:30의 비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지용 비수성 전해액.The aromatic hydrocarbon compound and the carbonate solvent is a non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery, characterized in that mixed in a ratio of 1: 1 to 1:30. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 리튬염은 LiPF6, LiClO4, LiAsF6, LiBF4, LiN(C2F5SO3)2, LiN(C2F5SO2)2, LiN(CF3SO2)2, LiSbF6, LiCF3SO3, LiC4F9SO3, LiAlO4, LiAlCl4, LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2, 단 x 및 y는 자연수), LiCl, 및 LiI 중에서 선택되는 하나 이상이고, 그 농도가 전체 전해액 내에서 0.6 내지 2.0M인 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지용 비수성 전해액.The lithium salt may be LiPF 6 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiN (C 2 F 5 SO 3 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiSbF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiAlO 4 , LiAlCl 4 , LiN (C x F 2x + 1 SO 2 ) (C y F 2y + 1 SO 2 , wherein x and y are natural numbers), LiCl, and At least one selected from LiI, the concentration is 0.6 to 2.0M in the total electrolyte, characterized in that the non-aqueous electrolyte for lithium secondary battery. 제 1 항의 전해액;The electrolyte of claim 1; 상기 전해액을 사이에 두고 서로 대향되게 위치하는 양전극과 음전극으로 구성된 전극부; 및An electrode unit including positive and negative electrodes positioned to face each other with the electrolyte interposed therebetween; And 상기 양전극과 음전극을 전기적으로 분리해주는 세퍼레이터를 포함하는 리튬 2차전지.Lithium secondary battery comprising a separator for electrically separating the positive electrode and the negative electrode. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 양전극은 금속에 LixMn1 - yMyA2,, LixMn2O4 - zXz, LixMn2 - yMyM'zA4, LixCo1 - yMyA2,The positive electrode is Li x Mn 1 - y M y A 2 , Li x Mn 2 O 4 - z X z , Li x Mn 2 - y M y M ' z A 4 , Li x Co 1 - y M y A 2 , LixCo1 - yMyO2 - zXz, LixNi1 - yMyO2 - zXz, LixNi1 - yCoyO2 - zXz, LixNi1 -y- zCoyMzAα, LixNi1 -y- zCoyMzO2 Xα, LixNi1 -y- zMnyMzAα, LixNi1 -y- zMnyMzO2 Xα 중 선택되는 하나 이상의 활물질이 코팅되 어 있는 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지. Li x Co 1 - y M y O 2 - z X z, Li x Ni 1 - y M y O 2 - z X z, Li x Ni 1 - y Co y O 2 - z X z, Li x Ni 1 - y- z Co y M z A α , Li x Ni 1 -y- z Co y M z O 2 X α , Li x Ni 1 -y- z Mn y M z A α , Li x Ni 1 -y - z Mn y M z O 2 X α lithium secondary battery, characterized in that you are in the coating at least one active material selected from. (상기에서 0.9≤x≤1.1, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.5, 0≤α≤2이고,(Wherein 0.9≤x≤1.1, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.5, 0≤α≤2, M과 M'은 동일하거나 서로 다르며 Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, Sn, V, Ge, Ga, B, As, Zr, Mn, Cr, Fe, Sr, V 및 희토류 원소로 이루어진 군에서 선택되며,M and M 'are the same or different and include Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, Sn, V, Ge, Ga, B, As, Zr, Mn, Cr, Fe, Sr, V and rare earths Selected from the group of elements, A는 O, F, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되고,A is selected from the group consisting of O, F, S and P, X는 F, S 및 P로 이루어진 군에서 선택된다)X is selected from the group consisting of F, S and P) 제 12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 음전극은 금속에 결정질 탄소, 비정질 탄소, 탄소복합체, 탄소섬유, 리튬금속, 리튬합금, 리튬 복합체 중 선택되는 하나 이상의 활물질이 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 리튬 2차전지.The negative electrode is a lithium secondary battery characterized in that the metal is coated with at least one active material selected from crystalline carbon, amorphous carbon, carbon composite, carbon fiber, lithium metal, lithium alloy, lithium composite.
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