KR20130118812A - 리튬 이차전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비수계 용매 및 리튬염을 포함하는 리튬 이차전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전전지로서, 상기 전해액은 비수계 용매 전체 중량 대비 1 내지 60 중량%의 환형 카보네이트와 40 내지 99 중량%의 선형 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다.

Description

리튬 이차전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지{Electrolyte Solution for Lithium Secondary Battery and Lithium Secondary Battery Comprising The Same}
본 발명은, 리튬 이차전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 비수계 용매 및 리튬염을 포함하는 리튬 이차전지용 전해액에 있어서, 상기 전해액은 비수계 용매 전체 중량 대비 1 내지 60 중량%의 환형 카보네이트와 40 내지 99 중량%의 선형 용매를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다.
화석연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 원자력, 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전력저장장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.
특히, 리튬 이차전지의 경우, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 수요가 급격히 증가하고 있고, 최근에는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV)의 동력원으로서의 사용이 실현화되고 있으며, 그리드(Grid)화를 통한 전력 보조전원 등의 용도로도 사용영역이 확대되고 있다.
일반적으로 리튬 이차전지는 양극 활물질로 LiCoO2 등의 금속 산화물과 음극 활물질로 탄소 재료를 사용하며, 음극과 양극 사이에 폴리올레핀계 다공성 분리막을 개재하고, LiPF6 등의 리튬염을 가진 비수성 전해액을 함침시켜 제조된다. 충전 시에는 양극 활물질의 리튬 이온이 방출되어 음극의 탄소 층으로 삽입되고, 방전시에는 탄소 층의 리튬 이온이 방출되어 양극 활물질로 삽입되며, 비수성 전해액은 음극과 양극 사이에서 리튬 이온을 이동시키는 매질 역할을 한다. 이러한 리튬 이차전지는 기본적으로 전지의 작동 전압 범위에서 안정해야 하고, 충분히 빠른 속도로 이온을 전달할 수 있는 성능을 가져야 한다.
한편, 이러한 리튬 이차전지는 높은 에너지 밀도와 방전 전압을 가지지만, 전지의 작동 전위가 높기 때문에 고에너지가 순간적으로 흐를 수 있고, 4.2V 이상으로 과충전 되면 전해액은 분해되기 시작하여, 고온일수록 발화점에 쉽게 도달하여 발화할 가능성이 높아진다.
더욱이, 최근에는 전극 활물질로서 종래 사용하는 재료를 벗어나, 스피넬 구조의 리튬 니켈계 금속 산화물을 양극에 사용하거나, 리튬 티타늄 산화물 등을 음극 활물질로 사용하는 것에 대한 연구가 많이 진행되고 있다.
특히, 4.7 V의 평균 전압을 나타내어 고전압용으로 사용되는 LiNixMn2-xO4 (x = 0.01 ~ 0.6 임)와 같은 스피넬 구조의 리튬 금속 산화물의 경우, 전해액의 산화전위에 도달하여 전해액이 산화되어 가스 등 부산물이 발생할 수 있어 이차전지의 안전성을 저하시키는 요인이 된다.
따라서, 상기와 같은 문제를 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 매우 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 특정한 선형 용매와 환형 카보네이트가 소정 함량으로 포함되어 있는 리튬 이차전지용 전해액을 사용하는 경우, 소망하는 효과를 달성할 수 있는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명은 비수계 용매 및 리튬염을 포함하는 리튬 이차전지용 전해액에 있어서, 상기 전해액은 비수계 용매 전체 중량 대비 1 내지 60 중량%의 환형 카보네이트와 40 내지 99 중량%의 선형 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 전해액을 제공한다.
앞서 설명한 바와 같이, 리튬 이차전지의 작동 전위는 높기 때문에 고 전위에서 전해액이 산화될 수 있고, 이 때 발생하는 가스 등의 부산물은 리튬 이차전지의 안전성을 저하시키는 요인이 된다.
이에 본 발명의 발명자들은, 하기 실험예에서 볼 수 있는 바와 같이, 특정한 선형 용매와 환형 카보네이트를 소정 함량으로 포함하는 이차전지용 전해액을 사용하는 경우, 전해액의 산화 안정성이 향상되어, 결과적으로 전지의 레이트 특성 및 수명 특성이 향상되는 것을 확인하였다.
구체적으로, 상기 환형 카보네이트 및 선형 용매는 당업계에 알려진 것이라면 제한이 없으며, 예를 들어 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸렌 카보네이트(EC), 부틸렌 카보네이트(BC), 디에틸카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트(DMC), 디프로필카보네이트(DPC), 메틸 프로피오네이트(MP), 디메틸설폭사이드, 아세토니트릴, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 테트라하이드로퓨란, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 에틸메틸카보네이트(EMC), 감마 부티로락톤(GBL), 플루오르에틸렌 카보네이트(FEC), 포름산 메틸, 포름산 에틸, 포름산 프로필, 초산 메틸, 초산 에틸, 초산 프로필, 초산 펜틸, 프로피온산 메틸, 프로피온산 에틸, 프로피온산 에틸, 프로피온산 부틸, 또는 이들의 혼합물 등이 있고, 또한, 상기 유기 용매의 할로겐 유도체도 사용 가능하고 선형 에스터 물질도 사용될 수 있다.
하나의 예로, 상기 환형 카보네이트는 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC), 및 플루오르에틸렌 카보네이트(FEC)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있고, 상기 선형 용매는 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 에틸메틸 카보네이트(EMC), 및 메틸 프로피오네이트(MP)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 선형 카보네이트 또는 선형 에스터일 수 있다.
좀더 상세하게는 상기 환형 카보네이트는 플루오르에틸렌 카보네이트(FEC)이고, 상기 선형 용매는 디메틸 카보네이트(DMC) 또는 메틸 프로피오네이트(MP)일 수 있다. 환형 카보네이트는 플루오르에틸렌 카보네이트(FEC)를 사용하는 경우 전해액의 산화 안정성이 향상되어 결과적으로 전지의 제반 특성이 향상될 수 있다.
상기 리튬 이차전지용 전해액은, 바람직하게는 5 내지 50 중량%의 환형 카보네이트와 50 내지 95 중량%의 선형 용매를 포함할 수 있고, 좀더 상세하게는 5 내지 20 중량%의 환형 카보네이트와 80 내지 95 중량%의 선형 용매를 포함할 수 있다. 이러한 환형 카보네이트의 양이 지나치게 적을 경우 소망하는 전해액 산화 안정성의 효과를 발휘하기 어렵고, 환형 카보네이트의 양이 지나치게 많을 경우 오히려 레이트 특성 등이 떨어질 수 있어 바람직하지 않다.
본 발명은 상기 리튬 이차전지용 전해액을 포함하는 것으로 구성되어 있는 리튬 이차전지를 제공한다.
이러한 리튬 이차전지는 양극 활물질로서 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; LiNixMn2-xO4 (x = 0.01 ~ 0.6 임)등과 같은 스피넬 구조의 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 리튬 이차전지는 음극 활물질로서 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), AuxMe1-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; AuO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, and Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료; 티타늄 산화물; 리튬 티타늄 산화물 등을 포함할 수 있다.
하나의 예로 상기 리튬 이차전지는 양극 활물질로서 하기 화학식 1로 표시되는 스피넬 구조의 리튬 니켈 망간 복합 산화물을 포함하는 양극; 음극 활물질로서 하기 화학식 2로 표시되는 리튬 금속 산화물을 포함하는 음극;을 포함할 수 있다.
LixMyMn2-yO4-zAz (1)
LiaM’bO4-cA’c (2)
상기 식에서, 0.9≤x≤1.2, 0<y<2, 0≤z<0.2이고, M은 Al, Mg, Ni, Co, Fe, Cr, V, Ti, Cu, B, Ca, Zn, Zr, Nb, Mo, Sr, Sb, W, Ti 및 Bi로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소이며;A는 -1 또는 -2가의 하나 이상의 음이온이다.
상기 식에서, M’은 Ti, Sn, Cu, Pb, Sb, Zn, Fe, In, Al 및 Zr로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소이고; a 및 b는 0.1≤a≤4; 0.2≤b≤4의 범위에서 M’의 산화수(oxidation number)에 따라 결정되며;c는 0≤c<0.2의 범위에서 산화수에 따라 결정되고;A’는 -1 또는 -2가의 하나 이상의 음이온이다.
상세하게는 상기 화학식 1의 산화물은 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다.
LixNiyMn2-yO4 (3)
상기 식에서, 0.9≤x≤1.2, 0.4≤y≤0.5이다.
좀더 상세하게는, 화학식 3의 산화물은 LiNi0.5Mn1.5O4 또는 LiNi0.4Mn1.6O4일 수 있다.
상기 화학식 2의 산화물은 하기 화학식 4로 표시되는 리튬 금속 산화물을 포함할 수 있다.
LiaTibO4 (4)
상기 식에서, 0.5≤a≤3, 1≤b≤2.5 이다.
상세하게는, 상기 화학식 4의 산화물은 Li1.33Ti1.67O4 또는 LiTi2O4일 수 있다.
Li1.33Ti1.67O4 와 같은 리튬 티타늄 산화물은 흑연에 비하여 리튬에 대해 전위가 높고 계면에 전해액과의 반응물과 리튬이 석출되지 않아 안전성이 뛰어나다. 그러나 리튬 티타늄 산화물은 리튬에 대해 1.5 V 정도 전위가 높기 때문에 리튬 코발트 산화물 등의 종래 일반적으로 사용하는 양극 활물질과 사용하는 경우, 전지 셀의 방전 전압이 2.4 V 정도까지 떨어지며, 이론 용량도 175 mAh/g로 흑연과 비슷하여 에너지 밀도 향상에도 한계가 있다.
그러나, 상기 리튬 티타늄 산화물을 음극 활물질로 사용하고 또한 스피넬 구조의 리튬 니켈 망간 복합 산화물을 사용하는 경우 고전압을 유지할 수 있을 뿐만 아니라 우수한 용량 및 출력 특성을 발휘할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 리튬 이차전지는 상기와 같은 특정 비수계 용매를 포함하여 고전압을 나타내는 스피넬 구조의 리튬 니켈 망간 복합 산화물을 사용하여도 우수한 전해액 산화 안정성을 나타내어 결과적으로 레이트 특성 및 수명 특성이 향상될 수 있다.
본 발명에 따른 리튬 이차전지는 양극 집전체 상에 상기 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조 및 프레싱하여 제조되는 양극과, 동일한 방법을 사용하여 제조되는 음극을 포함하며, 이 경우, 필요에 따라서는 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가기도 한다.
상기 양극 집전체는 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테리인레스 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.
상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 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 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.
상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 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.
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.
상기 음극 집전체는 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인레스 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.
이러한 리튬 이차전지는 양극과 음극 사이에 분리막이 개재된 구조의 전극조립체에, 앞서 정의한 비수계 용매 및 리튬염을 포함하는 리튬 이차전지용 전해액이 함침되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.
상기 분리막은 양극과 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.
상기 리튬염 함유 전해액은 앞서 정의한 비수계 유기용매 전해액과 리튬염으로 이루어져 있다.
상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.
또한, 전해액에는 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 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있으며, FEC(Fluoro-Ethylene Carbonate), PRS(Propene sultone) 등을 더 포함시킬 수 있다.
하나의 바람직한 예에서, LiPF6, LiClO4, LiBF4, LiN(SO2CF3)2 등의 리튬염을, 고유전성 용매인 EC, BC, FEC 또는 PC의 환형 카보네이트와 저점도 용매인 DEC, DMC, MP 또는 EMC의 선형 카보네이트의 혼합 용매에 첨가하여 리튬염 함유 비수계 전해질을 제조할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 이차전지를 단위전지로 포함하는 전지모듈을 제공하고, 상기 전지모듈을 포함하는 전지팩을 제공한다.
상기 전지팩은 고온 안정성 및 긴 사이클 특성과 높은 레이트 특성 등이 요구되는 중대형 디바이스의 전원으로 사용될 수 있다.
상기 중대형 디바이스의 바람직한 예로는 전지적 모터에 의해 동력을 받아 움직이는 파워 툴(power tool); 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등을 포함하는 전기차; 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter)를 포함하는 전기 이륜차; 전기 골프 카트(electric golf cart); 전력저장용 시스템 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이상의 설명과 같이 본 발명에 따른 이차전지용 전해액은 특정한 선형 용매와 환형 카보네이트가 소정 함량으로 포함되어 있어, 전해액의 산화 안정성이 향상될 뿐만 아니라 이를 사용하는 리튬 이차전지는 우수한 레이트 특성 및 수명 특성을 나타낼 수 있다.
이하에서는 실시예를 통해 본 발명의 내용을 상술하지만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
음극 활물질(Li1.33Ti1.67O4), 도전재(Denka black), 바인더(PVdF)를 95: 2.5: 2.5 의 중량비로 NMP에 넣고 믹싱하여 음극 합제를 제조하고, 20 ㎛ 두께의 구리 호일에 상기 음극 합제를 200 ㎛ 두께로 코팅한 후 압연 및 건조하여 음극을 제조하였다.
또한, 양극으로는 LiNi0.5Mn1.5O4를 활물질로 사용하고 도전재(Denka black), 바인더(PVdF)를 각각 95: 2.5: 2.5 의 중량비로 NMP에 넣고 믹싱한 후 20 ㎛ 두께의 알루미늄 호일에 코팅하고, 압연 및 건조하여 양극을 제조하였다.
이렇게 제조된 음극과 양극 사이에 분리막으로서 폴리에틸렌 막(Celgard, 두께: 20 ㎛)을 개재하고, FEC와 DMC가 10:90 wt% 로 혼합된 용매에 LiPF6가 1M로 녹아 있는 액체 전해액을 사용하여, 코인 전지를 제조하였다.
<실시예 2 ~ 8>
상기 실시예 1에서 하기 표 1에서와 같은 전해액 조성을 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 코인 전지를 제조하였다.
<비교예 1>
상기 실시예 1에서, 전해액으로 FEC와 DMC가 70:30 wt% 로 혼합된 용매에 LiPF6가 1M로 녹아 있는 액체 전해액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 코인 전지를 제조하였다.
<비교예 2>
상기 실시예 1에서, 양극 활물질로 LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 코인 전지를 제조하였다.
<비교예 3>
상기 실시예 1에서, 음극 활물질로 그라파이트를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 코인 전지를 제조하였다.
<실험예 1>
실시예 1 내지 8, 비교예 1 내지 3에서 각각 제조된 코인 전지들에 대해 레이트(rate) 특성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
LTO/LNMO(1.5 ~ 3.5V, 코인 풀셀)
rate test (1C-rate=1.49mA)		 3C/3C vs.
3C/3C		 5C/5C vs.
3C/3C		 10C/10C vs.
3C/3C		 20C/20C vs.
3C/3C
실시예 1 FEC/DMC
10:90 wt% 1M LiPF6 		100%
1.48mAh		 100% 87% 51%
실시예 2 FEC/MP
10:90 wt% 1M LiPF6 		100%
1.48mAh		 100% 93% 66%
실시예 3 EC/DMC
10:90 wt% 1M LiPF6 		100%
1.48mAh		 99% 56% 17%
실시예 4 PC/DMC
10:90 wt% 1M LiPF6 		100%
1.47mAh		 98% 51% 14%
실시예 5 EC/MP
10:90 wt% 1M LiPF6 		100%
1.49mAh		 99% 85% 50%
실시예 6 PC/MP
10:90 wt% 1M LiPF6 		100%
1.36mAh		 99% 79% 50%
실시예 7 EC/EMC/DMC
30:30:40 vol%
1M LiPF6 		100%
1.30mAh		 95% 12% 9%
실시예 8 EC/FEC/DMC
5: 20: 75 vol%
1M LiPF6 		100%
1.41mAh		 97% 43% 12%
비교예 1 FEC/ DMC
70:30 wt% 1M LiPF6 		100%
1.21mAh		 88% 7% 4%
비교예 2 FEC/DMC
10:90 wt% 1M LiPF6
LiNi1/3Mn1/3Co1/3 O2 / Li1.33Ti1.67O4 		100%
2.96mAh		 92% 36% 10%
비교예 3 FEC/DMC
10:90 wt% 1M LiPF6
LiNi0.5Mn1.5O4 /
그라파이트		 100%
2.83mAh		 32% 5% 2%
상기 표 1에 따르면 본 발명에 따른 실시예 1 내지 8의 전지는 비교예 1 내지 3의 전지와 비교하여 우수한 레이트 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있고, 특히 환형 카보네이트로 FEC를 포함하는 실시예 1, 2의 전지는 매우 우수한 레이트 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
<실시예 9 ~ 17>
상기 실시예 1에서 하기 표 2에서와 같은 전해액 조성을 사용한 것을 제외하고 코인 전지를 제조하였다.
<실험예 2>
실시예 1, 3, 9 내지 17에서 각각 제조된 코인 전지들에 대해 200 회의 싸이클 이후 용량 유지율을 측정하여, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
LTO/LNMO(1.5 ~ 3.5V, 코인 풀셀)
3C/3C-rate cycle life test (1C-rate=1.49mA)		 200th Capacity retention(%, vs 1st)/
capacity(mAh): 1st -> 200th
실시예 1 FEC/DMC
10:90 wt% 1M LiPF6 		98.0%/ 1.49mAh -> 1.46mAh
실시예 3 EC/DMC
10:90 wt% 1M LiPF6 		96.5%/ 1.48mAh -> 1.43mAh
실시예 9 FEC/DMC
5:95 wt% 1M LiPF6 		94.0%/ 1.49mAh -> 1.40mAh
실시예 10 FEC/DMC
20:80 wt% 1M LiPF6 		96.6%/ 1.49mAh -> 1.44mAh
실시예 11 FEC/DMC
30:70 wt% 1M LiPF6 		94.6%/ 1.48mAh -> 1.40mAh
실시예 12 FEC/DMC
50:50 wt% 1M LiPF6 		90.8%/ 1.42mAh -> 1.29mAh
실시예 13 EC/EMC/DMC
30:30:40 vol% 1M LiPF6 		86.1%/ 1.30mAh -> 1.12mAh
실시예 14 EC/DMC
5:95 wt% 1M LiPF6 		92.5%/ 1.48mAh -> 1.37mAh
실시예 15 EC/DMC
20:80 wt% 1M LiPF6 		95.8%/ 1.47mAh -> 1.41mAh
실시예 16 EC/DMC
30:70 wt% 1M LiPF6 		93.3%/ 1.39mAh -> 1.30mAh
실시예 17 EC/DMC
50:50 wt% 1M LiPF6 		57.7%/ 1.08mAh -> 0.62mAh
상기 표 2에 따르면, 환형 카보네이트로 FEC를 10 내지 20 중량%를 포함하는 실시예 1, 10의 전지는 다른 전지들과 비교하여 우수한 용량 유지율을 나타내는 것을 알 수 있다.

Claims (15)

  1. 비수계 용매 및 리튬염을 포함하는 리튬 이차전지용 전해액에 있어서, 상기 전해액은 비수계 용매 전체 중량 대비 1 내지 60 중량%의 환형 카보네이트와 40 내지 99 중량%의 선형 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 전해액.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 환형 카보네이트는 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC), 및 플루오르에틸렌 카보네이트(FEC)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 전해액.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 선형 용매는 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 에틸메틸 카보네이트(EMC), 및 메틸 프로피오네이트(MP)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 선형 카보네이트 또는 선형 에스터인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 전해액.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 환형 카보네이트는 플루오르에틸렌 카보네이트(FEC)이고, 상기 선형 용매는 디메틸 카보네이트(DMC) 또는 메틸 프로피오네이트(MP)인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 전해액.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 리튬 이차전지용 전해액은 5 내지 50 중량%의 환형 카보네이트와 50 내지 95 중량%의 선형 용매를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 전해액.
  6. 제 1 항에 따른 리튬 이차전지용 전해액을 포함하는 것으로 구성되어 있는 리튬 이차전지.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 리튬 이차전지는, 양극 활물질로서 하기 화학식 1로 표시되는 스피넬 구조의 리튬 니켈 망간 복합 산화물을 포함하는 양극; 음극 활물질로서 하기 화학식 2로 표시되는 리튬 금속 산화물을 포함하는 음극;을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지:
    LixMyMn2-yO4-zAz (1)
    LiaM’bO4-cA’c (2)
    상기 식에서, 0.9≤x≤1.2, 0<y<2, 0≤z<0.2이고,
    M은 Al, Mg, Ni, Co, Fe, Cr, V, Ti, Cu, B, Ca, Zn, Zr, Nb, Mo, Sr, Sb, W, Ti 및 Bi로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소이며;
    A는 -1 또는 -2가의 하나 이상의 음이온이다.
    상기 식에서, M’은 Ti, Sn, Cu, Pb, Sb, Zn, Fe, In, Al 및 Zr로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소이고;
    a 및 b는 0.1≤a≤4; 0.2≤b≤4의 범위에서 M’의 산화수(oxidation number)에 따라 결정되며;
    c는 0≤c<0.2의 범위에서 산화수에 따라 결정되고;
    A’는 -1 또는 -2가의 하나 이상의 음이온이다.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 화학식 1의 산화물은 하기 화학식 3으로 표시되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
    LixNiyMn2-yO4 (3)
    상기 식에서, 0.9≤x≤1.2, 0.4≤y≤0.5이다.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 화학식 3의 산화물은 LiNi0.5Mn1.5O4 또는 LiNi0.4Mn1.6O4인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 화학식 2의 산화물은 하기 화학식 4로 표시되는 리튬 금속 산화물을 포함하는 리튬 이차전지:
    LiaTibO4 (4)
    상기 식에서, 0.5≤a≤3, 1≤b≤2.5 이다.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 화학식 4의 산화물은 Li1.33Ti1.67O4 또는 LiTi2O4인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
  12. 제 7 항에 따른 리튬 이차전지를 단위전지로 포함하는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  13. 제 12 항에 따른 전지모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  14. 제 13 항에 따른 전지팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 디바이스는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 또는 전력저장용 시스템인 것을 특징으로 하는 디바이스.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101676958B1 (ko) * 2015-05-29 2016-11-16 한국산업기술대학교산학협력단 비수계 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
WO2020197278A1 (ko) * 2019-03-28 2020-10-01 주식회사 엘지화학 리튬 이차 전지

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6386840B2 (ja) 2013-09-13 2018-09-05 株式会社東芝 非水電解質二次電池および電池パック
JP6416237B2 (ja) 2014-04-04 2018-10-31 エルジー・ケム・リミテッド 寿命性能が向上した二次電池
US10549650B2 (en) 2014-04-08 2020-02-04 StoreDot Ltd. Internally adjustable modular single battery systems for power systems
US11128152B2 (en) 2014-04-08 2021-09-21 StoreDot Ltd. Systems and methods for adaptive fast-charging for mobile devices and devices having sporadic power-source connection
US10110036B2 (en) 2016-12-15 2018-10-23 StoreDot Ltd. Supercapacitor-emulating fast-charging batteries and devices
US10293704B2 (en) 2014-04-08 2019-05-21 StoreDot Ltd. Electric vehicles with adaptive fast-charging, utilizing supercapacitor-emulating batteries
US10199646B2 (en) 2014-07-30 2019-02-05 StoreDot Ltd. Anodes for lithium-ion devices
KR101764266B1 (ko) * 2014-12-02 2017-08-04 주식회사 엘지화학 저온 성능이 향상된 리튬 이차전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
US10454101B2 (en) 2017-01-25 2019-10-22 StoreDot Ltd. Composite anode material made of core-shell particles
US11205796B2 (en) 2016-04-07 2021-12-21 StoreDot Ltd. Electrolyte additives in lithium-ion batteries
US10916811B2 (en) 2016-04-07 2021-02-09 StoreDot Ltd. Semi-solid electrolytes with flexible particle coatings
US10355271B2 (en) 2016-04-07 2019-07-16 StoreDot Ltd. Lithium borates and phosphates coatings
US10818919B2 (en) 2016-04-07 2020-10-27 StoreDot Ltd. Polymer coatings and anode material pre-lithiation
US11594757B2 (en) 2016-04-07 2023-02-28 StoreDot Ltd. Partly immobilized ionic liquid electrolyte additives for lithium ion batteries
JP2019511103A (ja) 2016-04-07 2019-04-18 ストアドット リミテッド リチウムイオンセルおよびそのためのアノード
US20190148774A1 (en) * 2016-04-07 2019-05-16 StoreDot Ltd. Electrolytes with vinyl carbonate and butyrate solvents
US10367191B2 (en) 2016-04-07 2019-07-30 StoreDot Ltd. Tin silicon anode active material
US10367192B2 (en) 2016-04-07 2019-07-30 StoreDot Ltd. Aluminum anode active material
US20230104106A1 (en) * 2016-04-07 2023-04-06 StoreDot Ltd. Electrolyte additives in lithium-ion batteries
US10199677B2 (en) * 2016-04-07 2019-02-05 StoreDot Ltd. Electrolytes for lithium ion batteries
US10680289B2 (en) 2016-04-07 2020-06-09 StoreDot Ltd. Buffering zone for preventing lithium metallization on the anode of lithium ion batteries
US11394046B2 (en) 2016-04-07 2022-07-19 StoreDot Ltd. Electrolyte additives in lithium-ion batteries
US11799079B2 (en) * 2017-03-14 2023-10-24 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Spinel type lithium nickel manganese-containing composite oxide
CN110896143B (zh) * 2018-09-13 2021-08-06 宁德时代新能源科技股份有限公司 锂离子电池
US10608463B1 (en) 2019-01-23 2020-03-31 StoreDot Ltd. Direct charging of battery cell stacks
US11831012B2 (en) 2019-04-25 2023-11-28 StoreDot Ltd. Passivated silicon-based anode material particles
CN110265722A (zh) * 2019-06-14 2019-09-20 中国科学院长春应用化学研究所 一种双离子电池电解液及应用
US12009481B2 (en) * 2020-01-28 2024-06-11 StoreDot Ltd. Electrolytes for fast charging lithium ion batteries having four-carbon chain esters as linear components
WO2022050712A1 (ko) * 2020-09-03 2022-03-10 주식회사 엘지에너지솔루션 리튬 이차 전지
WO2022059634A1 (ja) * 2020-09-17 2022-03-24 株式会社村田製作所 二次電池
CN112490505A (zh) * 2020-12-07 2021-03-12 珠海市赛纬电子材料股份有限公司 电解液添加剂、非水电解液及其锂离子电池

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3502118B2 (ja) 1993-03-17 2004-03-02 松下電器産業株式会社 リチウム二次電池およびその負極の製造法
KR100262852B1 (ko) * 1997-12-11 2000-08-01 유현식 리튬 이차전지용 양극활물질인 lixmymn-2-yo4 분말 및 그 제조방법
JP4644895B2 (ja) 2000-01-24 2011-03-09 株式会社豊田中央研究所 リチウム二次電池
KR100742111B1 (ko) * 2000-03-30 2007-07-25 소니 가부시끼 가이샤 양극 재료와 이차 배터리
JP2001283908A (ja) * 2000-04-04 2001-10-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非水電解質電池および非水電解液
JP4197237B2 (ja) * 2002-03-01 2008-12-17 パナソニック株式会社 正極活物質の製造方法
CN100373670C (zh) * 2002-03-01 2008-03-05 松下电器产业株式会社 正极活性物质及其制造方法以及非水电解质二次电池
JP4281297B2 (ja) * 2002-06-06 2009-06-17 日本電気株式会社 二次電池
KR100657225B1 (ko) 2003-09-05 2006-12-14 주식회사 엘지화학 전지의 안전성을 향상시키기 위한 전해액 용매 및 이를포함하는 리튬 이차 전지
US7476467B2 (en) * 2004-03-29 2009-01-13 Lg Chem, Ltd. Lithium secondary battery with high power
JP4245532B2 (ja) * 2004-08-30 2009-03-25 株式会社東芝 非水電解質二次電池
JP2007207617A (ja) * 2006-02-02 2007-08-16 Sony Corp 非水溶媒、非水電解質組成物及び非水電解質二次電池
US20070287071A1 (en) * 2006-06-11 2007-12-13 Sanyo Electric Co., Ltd. Non-aqueous electrolyte solution for secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery using the electrolyte solution
KR100982325B1 (ko) * 2006-12-12 2010-09-15 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
JP5109359B2 (ja) * 2006-12-13 2012-12-26 ソニー株式会社 非水電解質二次電池
JP2008192391A (ja) * 2007-02-02 2008-08-21 Sony Corp 非水電解質組成物及び非水電解質二次電池
JP5143847B2 (ja) * 2007-02-08 2013-02-13 エルジー・ケム・リミテッド 高温サイクル寿命特性を改良したリチウム二次バッテリー
WO2008102493A1 (ja) * 2007-02-20 2008-08-28 Sanyo Electric Co., Ltd. 二次電池用非水電解液及び非水電解液二次電池
US20080241703A1 (en) * 2007-03-28 2008-10-02 Hidekazu Yamamoto Nonaqueous electrolyte secondary battery
US9105943B2 (en) * 2007-09-12 2015-08-11 Lg Chem, Ltd. Non-aqueous electrolyte lithium secondary battery
JP2008050259A (ja) * 2007-09-25 2008-03-06 Nippon Chem Ind Co Ltd リチウムマンガン複合酸化物及びリチウム二次電池
JP5589264B2 (ja) 2008-06-06 2014-09-17 三菱化学株式会社 非水系電解液及び非水系電解液電池
JP5429631B2 (ja) * 2008-03-05 2014-02-26 株式会社Ｇｓユアサ 非水電解質電池
CA2625271A1 (en) * 2008-03-11 2009-09-11 Hydro-Quebec Method for preparing an electrochemical cell having a gel electrolyte
US9293773B2 (en) * 2008-04-08 2016-03-22 California Institute Of Technology Electrolytes for wide operating temperature lithium-ion cells
KR101040464B1 (ko) * 2008-11-13 2011-06-09 주식회사 엘지화학 리튬 이차전지용 비수 전해액 및 이를 구비한 리튬 이차전지
KR101135503B1 (ko) * 2009-11-26 2012-04-13 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
JP5630189B2 (ja) * 2010-10-05 2014-11-26 新神戸電機株式会社 リチウムイオン電池
FR2976736B1 (fr) * 2011-06-14 2013-06-14 Commissariat Energie Atomique Electrolyte liquide pour batterie au lithium, comprenant un melange quaternaire de solvants organiques non aqueux.
EP2819234B1 (en) * 2012-04-20 2017-06-21 LG Chem, Ltd. Electrolyte for secondary battery and lithium secondary battery including same
CN104205473A (zh) * 2012-04-20 2014-12-10 株式会社Lg化学 二次电池用电解质和包含所述电解质的锂二次电池

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101676958B1 (ko) * 2015-05-29 2016-11-16 한국산업기술대학교산학협력단 비수계 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
WO2020197278A1 (ko) * 2019-03-28 2020-10-01 주식회사 엘지화학 리튬 이차 전지
KR20200114403A (ko) * 2019-03-28 2020-10-07 주식회사 엘지화학 리튬 이차 전지
EP3910716A4 (en) * 2019-03-28 2022-03-09 Lg Energy Solution, Ltd. LITHIUM SECONDARY BATTERY

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