KR20150079078A - Non-aqueous electrolyte for lithium ion battery containing silyl ether and lithium ion battery including the same - Google Patents

Non-aqueous electrolyte for lithium ion battery containing silyl ether and lithium ion battery including the same Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a non-aqueous electrolyte for a lithium secondary battery containing silyl ether and a lithium secondary battery including the same. The non-aqueous electrolyte for a lithium secondary battery of the present invention contains a silyl ether compound represented by formula 1. In formula 1, R_1, R_2, R_3, R_4, and R_5 are each independently an alkyl group or an aryl group having hydrogen or carbon atoms 1 to 10. According to the present invention, it is possible to lengthen a life of a battery by preventing decomposition of a lithium salt, generation of a gas, and dissolution of an electrode.

Description

실릴에테르를 함유한 리튬 이차전지용 비수 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지{NON-AQUEOUS ELECTROLYTE FOR LITHIUM ION BATTERY CONTAINING SILYL ETHER AND LITHIUM ION BATTERY INCLUDING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a non-aqueous electrolyte for a lithium secondary battery containing a silyl ether, and a lithium secondary battery comprising the lithium secondary battery. [0002]

본 발명은 실릴에테르를 함유한 리튬 이차전지용 비수 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a nonaqueous electrolyte for a lithium secondary battery containing a silyl ether and a lithium secondary battery comprising the same.

휴대폰, 캠코더 및 노트북 PC, 나아가 전기자동차에까지 적용 분야가 확대되면서 전기화학 소자의 연구와 개발에 대한 노력이 점점 구체화되고 있다. 전기화학 소자는 이러한 측면에서 가장 주목 받고 있는 분야이고, 그 중에서도 충방전이 가능한 이차전지의 개발은 관심의 초점이 되고 있다.As mobile phones, camcorders, notebook PCs, and even electric vehicles are expanding, efforts for research and development of electrochemical devices are becoming more and more specific. The electrochemical device is one of the most remarkable fields in this respect, and development of a rechargeable secondary battery has become a focus of attention.

현재 적용되고 있는 이차전지 중에서 1990년대 초에 개발된 리튬 이차전지는 양극 및 음극에서 리튬 이온이 삽입 및 탈리되면서 충방전이 반복되는 전지로서, 산화환원 반응을 통해 화학적 에너지를 전기적 에너지로 전환시킬 수 있다. Among the currently applied secondary batteries, the lithium secondary battery developed in the early 1990s is a battery in which charging and discharging are repeated as lithium ions are inserted and removed from the positive electrode and the negative electrode, and the chemical energy can be converted into electrical energy through the oxidation- have.

전해액은 일반적으로 에틸렌카보네이트(Ethylene Carbonate), 디메틸카보네이트(DiMethylCarbonate) 등의 카보네이트계 유기용매를 전해액 용매로 사용하고, LiPF6, LiBF4 등의 리튬염을 전해질염으로 사용하여 제조되는데, LiPF6, LiBF4 등의 불소계 리튬염은 고용량 및 고전압을 얻는데 유리하다는 장점이 있으나, 수분에 매우 민감하게 반응하여 전지 성능 저하를 초래하는 문제가 있다. 즉 불소계 리튬염은 전지의 제조과정 중 또는 전지 내에 존재하는 수분과 반응하여 불산을 형성하여 다음과 같은 문제점을 초래할 수 있다. The electrolytic solution is generally prepared by using a carbonate-based organic solvent such as ethylene carbonate or dimethyl carbonate as an electrolyte solvent and using a lithium salt such as LiPF 6 or LiBF 4 as an electrolyte salt. LiPF 6 , The fluorine-based lithium salt such as LiBF 4 has an advantage that it is advantageous to obtain a high capacity and a high voltage, but it has a problem that the performance of the battery is deteriorated due to a very sensitive reaction with moisture. That is, the fluorine-based lithium salt reacts with moisture present in the battery or in the battery to form hydrofluoric acid, which may cause the following problems.

일반적으로 치아전지의 초기 충전시 상기 카보네이트계 유기용매가 전해액 내의 리튬 이온과 반응하여 음극 표면상에 형성하는 SEI 막은, 리튬 이온만 통과시키고 분자량이 큰 전해질 용매가 음극에 코인터칼레이션 되는 것을 막아 음극 구조의 파괴를 방지하는 보호막으로서의 역할을 하고, SEI 막에 의해 전해액과 음극과의 접촉이 방지되어 전해액의 분해 및 가역성 리튬량의 감소를 최소화할 수 있다. 그러나, 이러한 SEI 막은 전지 내 존재하는 HX(X=F, Cl, Br, I)와 반응성이 강하여 쉽게 파괴될 수 있으며, 이로 인해 SEI 막의 계속적인 재생성이 유도되어 전지의 용량이 저하될 수 있다. 또한 SEI 막의 재생성 과정 중 카보네이트 유기용매의 분해로 인해 CO, CO2, CH4, C2H6 등의 기체가 발생함으로써 전지의 안정성 및 수명 특성이 저하될 수 있다. Generally, the SEI film formed on the surface of the anode by the reaction of the carbonate-based organic solvent with the lithium ion in the electrolytic solution during the initial charging of the tooth cell allows only lithium ions to pass therethrough and prevents the electrolyte solvent having a large molecular weight from being co- And serves as a protective film for preventing destruction of the negative electrode structure. The SEI film prevents contact between the electrolyte solution and the negative electrode, thereby minimizing the decomposition of the electrolyte solution and the reduction of the reversible lithium amount. However, such an SEI film is highly reactive with HX (X = F, Cl, Br, I) present in the cell and can be easily destroyed, which may lead to continuous regeneration of the SEI film, resulting in a decrease in the capacity of the cell. Also, due to the decomposition of the organic solvent of the carbonate during the regeneration process of the SEI film, gases such as CO, CO 2 , CH 4 , and C 2 H 6 are generated, and the stability and lifetime characteristics of the battery may be deteriorated.

한국공개특허공보 10-2008-0110404Korean Patent Publication No. 10-2008-0110404

본 발명은 리튬 이차전지의 안정성 및 수명 특성이 우수한 리튬 이차전지용 전해액을 제공하고자 한다. The present invention provides an electrolyte for a lithium secondary battery having excellent stability and life characteristics of a lithium secondary battery.

본 발명의 일 측면은, 화학식 1로 표현되는 실릴에테르 화합물을 포함하는 리튬 이차전지용 비수 전해액일 수 있다:One aspect of the present invention may be a nonaqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery comprising a silyl ether compound represented by the general formula (1)

<화학식 1>&Lt; Formula 1 >

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, R1, R2, R3, R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10 의 알킬기이거나, 또는 아릴기다.Wherein R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an aryl group.

탄소수 1 내지 10 의 알킬기는, 일부 또는 전부가 할로겐으로 치환된 알킬기일 수 있다.The alkyl group having 1 to 10 carbon atoms may be an alkyl group in which a part or all of the alkyl group is substituted with halogen.

실릴에테르화합물은 4-(트리메틸실록시)-3-펜텐-2-온(4-(trimethylsiloxy)-3-penten-2-one), 4-(트리에틸실록시)-3-펜텐-2-온(4-(triethylsiloxy)-3-penten-2-one), 4-(트리프로필실록시)-3-펜텐-2-온(4-(tripropylsiloxy)-3-penten-2-one), 4-(트리부틸실록시)-3-펜텐-2-온(4-(tributylsiloxy)-3-penten-2-one)으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The silyl ether compound is preferably selected from 4- (trimethylsiloxy) -3-penten-2-one, 4- (triethylsiloxy) 2- (4- (tripropylsiloxy) -3-penten-2-one), 4- (triphenylsiloxy) - (tributylsiloxy) -3-penten-2-one).

본 측면의 비수 전해액은 카보네이트계, 에스테르계, 에테르계 및 케톤계 유기 용매로 이루어지는 그룹에서 선택되는 1종 이상을 포함하는비수성 유기 용매를 더 포함할 수 있다. The non-aqueous electrolyte solution of this aspect may further include a non-aqueous organic solvent containing at least one selected from the group consisting of carbonate-based, ester-based, ether-based and ketone-based organic solvents.

실릴에테르 화합물의 함량은 전해액 전체 중 0.1 내지 10 중량%일 수 있다.The content of the silyl ether compound may be 0.1 to 10% by weight based on the total weight of the electrolytic solution.

본 측면의 비수 전해액은, LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiClO4, LiCF3SO3, LiN(CF3SO2)2, LiN(C2F5SO2)2, LiAlO4, LiAlCl4 및 LiSO3CF3로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 리튬염을 더 포함할 수 있다.The non-aqueous liquid electrolyte of the present aspect, LiPF 6, LiBF 4, LiSbF 6, LiAsF 6, LiClO 4, LiCF 3 SO 3, LiN (CF 3 SO 2) 2, LiN (C 2 F 5 SO 2) 2, LiAlO 4, LiAlCl 4, and LiSO 3 CF 3. The lithium salt may further include at least one selected from the group consisting of LiAlCl 4 and LiSO 3 CF 3 .

전해액 중 리튬염의 농도는 0.8 내지 2.0 M 일 수 있다.The concentration of the lithium salt in the electrolytic solution may be 0.8 to 2.0 M.

본 발명의 다른 측면은, 상기 비수 전해액을 포함하는 리튬 이차전지일 수 있다.Another aspect of the present invention may be a lithium secondary battery comprising the non-aqueous electrolyte.

본 발명에 따라 리튬 이차전지의 전해액에 실릴에테르를 첨가하면, 실릴에테르 내에 존재하는 실리콘-산소 결합이 전해액 중의 수분 또는 불산과 반응하여 수분 또는 불산의 농도를 감소시킬 수 있어 열적 안정성 및 리튬 이온 전도성이 우수한 SEI 막이 형성될 수 있다. 또한 리튬염의 분해, 가스의 발생 및 전극의 용해를 방지하여 전지의 수명을 향상시킬 수 있다. When the silyl ether is added to the electrolyte of the lithium secondary battery according to the present invention, the silicon-oxygen bond existing in the silyl ether reacts with moisture or hydrofluoric acid in the electrolytic solution to decrease the concentration of water or hydrofluoric acid, This excellent SEI film can be formed. Further, it is possible to prevent the decomposition of the lithium salt, the generation of gas, and the dissolution of the electrode, thereby improving the lifetime of the battery.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.

리튬 이차전지의 기본적으로 양극(캐소드), 음극(애노드) 및 전해액을 포함하는데, 전해액으로는 비수성 유기용매에 리튬염을 용해시켜 사용할 수 있다. 이러한 전해액은 양극과 음극 사이에서 리튬 이온을 전달하는 기능을 수행한다. 충전 또는 방전시 전해액이 분해되어 가스가 발생하는 등으로 인하여 리튬 이차전지의 성능이 저하될 수 있는데, 이러한 성능 저하를 방지하기 위하여 전해액에 각종 첨가제를 첨가할 수 있다.
The lithium secondary battery basically includes a cathode, a cathode (anode) and an electrolytic solution. The electrolyte solution may be a lithium salt dissolved in a non-aqueous organic solvent. This electrolytic solution performs the function of transferring lithium ions between the positive electrode and the negative electrode. The performance of the lithium secondary battery may be deteriorated due to decomposition of the electrolyte and generation of gas during charging or discharging. Various additives may be added to the electrolyte to prevent the deterioration of the performance of the lithium secondary battery.

본 발명의 일 측면은, 첨가제로서 화학식 1로 표현되는 실릴에테르(silyl ether) 화합물을 포함하는 리튬 이차전지용 비수(non-aqueous) 전해액일 수 있다. One aspect of the present invention may be a non-aqueous electrolyte for a lithium secondary battery comprising a silyl ether compound represented by the general formula (1) as an additive.

< 화학식 1 >&Lt; Formula 1 >

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서, R1, R2, R3, R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10 의 알킬기이거나, 또는 아릴기다.Wherein R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an aryl group.

탄소수 1 내지 10 의 알킬기는, 일부 또는 전부가 할로겐으로 치환된 알킬기일 수 있다.
The alkyl group having 1 to 10 carbon atoms may be an alkyl group in which a part or all of the alkyl group is substituted with halogen.

화학식 1로 표현되는 실릴에테르 화합물로는 4-(트리메틸실록시)-3-펜텐-2온(4-(trimethylsiloxy)-3-penten-2-one), 4-(트리에틸실록시)-3-펜텐-2-온(4-(triethylsiloxy)-3-penten-2-one), 4-(트리프로필실록시)-3-펜텐-2-온(4-(tripropylsiloxy)-3-penten-2-one), 4-(트리부틸실록시)-3-펜텐-2-온(4-(tributylsiloxy)-3-penten-2-one) 등으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
Examples of the silyl ether compound represented by the formula (1) include 4- (trimethylsiloxy) -3-penten-2-one, 4- (triethylsiloxy) -3 3-penten-2-one, 4- (tripropylsiloxy) -3-penten-2- -one), 4- (tributylsiloxy) -3-penten-2-one, and the like.

실릴에테르 화합물의 함량은, 전해액 전체 중0.1 내지 10 중량%일 수 있다. 실릴에테르 화합물의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우에는 실릴에테르 화합물을 첨가함으로 인하여 발생하는 수명 특성 향상의 효과가 미미하고, 10 중량% 초과인 경우에는 전해액의 점도가 커서 전지의 성능이 오히려 저하될 수 있다.
The content of the silyl ether compound may be 0.1 to 10% by weight based on the total amount of the electrolytic solution. When the content of the silyl ether compound is less than 0.1% by weight, the effect of improving the lifespan property due to the addition of the silyl ether compound is insignificant. When the content is more than 10% by weight, the viscosity of the electrolyte is large, have.

본 측면의 전해액에는 비수성 유기 용매가 더 포함될 수 있으며, 이러한 비수성 유기 용매로는 카보네이트계, 에스테르계, 에테르계 및 케톤계 유기 용매로 이루어지는 그룹에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나, 프로필렌카보네이트(PC), 에틸렌카보네이트(EC), 디에틸카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트(DMC), 디프로필카보네이트(DPC), 메틸프로필카보네이트(MPC), 디메틸설폭사이드, 아세토니트릴, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 테트라하이드로퓨란, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 에틸메틸카보네이트(EMC), 부티로락톤, 감마부티로락톤(GBL), 발레로락톤, 카프로락톤, 플루오르에틸렌카보네이트(FEC), 포름산메틸, 포름산에틸, 포름산프로필, 초산메틸, 초산에틸, 초산프로필, 초산펜틸, 프로피온산메틸, 프로피온산에틸, 프로피온산프로필, 프로피온산부틸 또는 이들의 할로겐 유도체 등을 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
The electrolytic solution of this aspect may further include a non-aqueous organic solvent. As the non-aqueous organic solvent, at least one selected from the group consisting of a carbonate-based, ester-based, ether-based, and ketone-based organic solvent may be used. But are not limited to, propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), dipropyl carbonate (DPC), methylpropyl carbonate (MPC) (NMP), ethylmethyl carbonate (EMC), butyrolactone, gamma butyrolactone (GBL), valerolactone, diethyl ether, Caprolactone, fluoroethylene carbonate (FEC), methyl formate, ethyl formate, formate propionate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, pentyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, butyl propionate, Or a mixture of two or more of them may be used.

본 측면의 전해액에는 리튬염이 더 포함될 수 있으며, 이러한 리튬염으로는 리튬 이차전지에 일반적으로 널리 사용되는 물질을 사용할 수 있다. 구체적으로는 LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiClO4, LiCF3SO3, LiN(CF3SO2)2, LiN(C2F5SO2)2, LiAlO4, LiAlCl4 및 LiSO3CF3 로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
The electrolytic solution of this aspect may further include a lithium salt, and as such a lithium salt, a material widely used generally in a lithium secondary battery can be used. Specifically, LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiAlO 4 , LiAlCl 4 , 3 at least one element selected from the group consisting of CF 3 may be used.

전해액 중 리튬염의 농도는 0.8 내지 2.0 M 인 것이 바람직하다. 0.8 M 미만이면 리튬 이온의 농도가 낮아 전지의 성능이 저하될 수 있고, 2 M 초과시에는 전해액 의 점도가 커서 전지 내 이온전도도가 오히려 감소할 수 있다.
The concentration of the lithium salt in the electrolytic solution is preferably 0.8 to 2.0 M. If it is less than 0.8 M, the lithium ion concentration may be low and the performance of the battery may be deteriorated. When the electrolyte concentration exceeds 2 M, the viscosity of the electrolyte may be large and the ion conductivity in the battery may be rather reduced.

본 발명의 다른 측면은, 상기 전해액을 포함하는 리튬 이차전지일 수 있다. 리튬 이차전지의 양극 및 음극으로는 일반적으로 알려진 활물질을 사용하여 제조할 수 있다. 활물질과, 바인더, 및 도전제를 용매와 혼합하여 슬러리를 제조하고, 슬러리를 알루미늄 등의 집전체에 도포한 후 건조 및 압착하여 양극 및 음극을 제조할 수 있다.Another aspect of the present invention may be a lithium secondary battery comprising the electrolyte solution. The positive electrode and the negative electrode of the lithium secondary battery can be manufactured using a generally known active material. A slurry is prepared by mixing an active material, a binder, and a conductive agent with a solvent, applying the slurry to a collector such as aluminum, drying and pressing the slurry to produce a positive electrode and a negative electrode.

양극활물질로는 LiMxO2(M은 Co, Ni, Mn, Fe, Al, V, Ti등에 의해 일종 이상의 전이금속을 나타내고, x는 통상 0.05이상 1.10이하이다)인 리튬 복합산화물 등을 사용할 수 있다. 전이금속(M)으로는 Co, Ni, Mn 이 바람직하다. 구체적으로는 LiCoO2, LiNiO2, LiNiyCo1 -yO2(0〈y〈1), LiMn2O4 등을 사용할 수 있다. 또한, 양극활물지로 LixFe1 -yMyPO4(M은 Mn, Cr, V, Cu, Ni, V, Mo, Ti, Zn, Al, Ga, Mg, B 및 Nb 중 1종 이상이고, x 는 0.05 내지 1.2이며,y는 0내지 0.8 이다)를 사용할 수 있으며, 구체적 예로 LiFePO4 를 사용할 수 있다. 그 외에도 TiS2, MoS2, NbSe2, V2O5 등의 금속유화물 혹은 금속 산화물도 양극활물지로 사용할 수도 있다.As the cathode active material, a lithium composite oxide such as LiM x O 2 (M is at least one transition metal represented by Co, Ni, Mn, Fe, Al, V, Ti and the like and x is usually 0.05 or more and 1.10 or less) have. The transition metal (M) is preferably Co, Ni or Mn. Specifically, LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiNi y Co 1 -y O 2 (0 <y <1), LiMn 2 O 4 Etc. may be used. The positive electrode active material is Li x Fe 1 - y M y PO 4 where M is one or more of Mn, Cr, V, Cu, Ni, V, Mo, Ti, Zn, Al, Ga, Mg, B, x is 0.05 to 1.2, and y is 0 to 0.8). Specific examples thereof include LiFePO 4 . In addition, TiS 2 , MoS 2 , NbSe 2 , V 2 O 5 Or a metal oxide may also be used as a cathode active material.

음극활물질로는 천연 흑연, 인조 흑연, 탄소섬유, 코크스, 카본블랙, 활성탄, 리튬 금속이나 리튬 합금 등을 사용할 수 있다. 음극활물질, 바인더 및 도전제를 용매와 혼합하여 슬러리를 형성하고 이를 음극집전체에 도포한 후 건조 및 압착하여 음극을 제조할 수 있다.As the negative electrode active material, natural graphite, artificial graphite, carbon fiber, coke, carbon black, activated carbon, lithium metal, lithium alloy and the like can be used. The anode active material, the binder, and the conductive agent are mixed with a solvent to form a slurry, which is applied to an anode current collector, followed by drying and pressing to produce a cathode.

바인더는 활물질과 도전제를 결착시켜서 집전체에 고정시키는 역할을 하며, 폴리비닐리덴플로라이드, 폴리프로필렌, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리비닐알코올 등 리튬이온 이차전지에서 통상적으로 사용되는 것들을 사용할 수 있다.The binder serves to bind the active material and the conductive agent to bind to the current collector, and binds lithium ions such as polyvinylidene fluoride, polypropylene, carboxymethylcellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, polyvinyl alcohol Those conventionally used in a secondary battery can be used.

도전제로는 인조 흑연, 천연 흑연, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 램프 블랙, 써멀 블랙, 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유, 산화 티탄 등의 도전성 금속산화물, 알루미늄, 니켈 등의 금속 분말 등이 사용될 수 있다.Conductive agents such as artificial graphite, natural graphite, acetylene black, ketjen black, channel black, lamp black, thermal black, conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber, conductive metal oxides such as titanium oxide, metal powders such as aluminum and nickel Can be used.

또한 분리막을 포함할 수 있으며, 분리막은 양극과 음극 사이에 존재하는 다공성 막으로 두 전극간 전기적 단락을 방지하고 이온 전달의 통로로서 기능한다. 분리막으로는 폴리에틸렌(PE)과 폴리프로필렌(PP)과 같은 단일 올레핀이나올레핀의 복합체, 폴리아미드(PA), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리프로필렌옥사이드(PPO), 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트(PEGA), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF), 폴리비닐클로라이드(PVC) 등을 사용할 수 있다.
The separator may also include a separator, which is a porous membrane between the anode and the cathode that prevents electrical shorting between the two electrodes and serves as a pathway for ion transport. The separator may be a composite of a single olefin or olefin such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP), a polyamide (PA), a polyacrylonitrile (PAN), a polyethylene oxide (PEO), a polypropylene oxide Glycol diacrylate (PEGA), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), polyvinyl chloride (PVC) and the like can be used.

이하에서는 실시예 및 비교예를 들어 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.

실시예Example

에틸렌카보네이트(Ethylene Carbonate), 에틸메틸카보네이트(EthylMethyl Carbonate) 및 디메틸카보네이트 (DiMethyl Carbonate)를 부피비로 20:40:40 로 혼합하여 유기용매를 마련하였다. 다음으로, 유기용매에 리튬염으로 LiPF6 을 용해하여 리튬염 농도가 1M 인 비수 전해액을 마련하였다. 다음으로 리튬염이 첨가된 전해액에 4-(트리메틸실록시)-3-펜텐-2-온(4-(trimethylsiloxy)-3-pentene-2-one)을 첨가하였다. 4-(트리메틸실록시)-3-펜텐-2-온의 함량은 전체 전해액 중 1.0중량%로 하였다. Ethylene carbonate, ethyl methyl carbonate and dimethyl carbonate were mixed at a volume ratio of 20:40:40 to prepare an organic solvent. Next, LiPF 6 was dissolved in an organic solvent as a lithium salt to prepare a non-aqueous electrolyte solution having a lithium salt concentration of 1 M. Then, 4- (trimethylsiloxy) -3-pentene-2-one was added to the electrolytic solution to which the lithium salt was added. The content of 4- (trimethylsiloxy) -3-penten-2-one was 1.0% by weight in the total electrolytic solution.

양극으로 LiNi0 .5Co0 .2Mn0 .3O2을, 음극으로 인조 흑연을, 분리막으로다공성폴리에틸렌막을, 전해액으로는 상기 비수 전해액을 사용하여 코인셀을 제작하였다.
The LiNi 0 .5 Co 0 .2 Mn 0 .3 O 2 as the positive electrode, the artificial graphite as a negative electrode, a porous polyethylene film separator, an electrolytic solution was prepared a coin cell using the non-aqueous electrolyte.

비교예Comparative Example

첨가제를 첨가하지 않은 전해액을 사용한 점을 제외하고는, 실시예와 동일한 방법에 따라 코인셀을 제작하였다.
A coin cell was produced in the same manner as in Example 1, except that an electrolyte solution containing no additive was used.

전지의 수명특성 평가Evaluation of battery life characteristics

실시예 및 비교예에서 제조된 코인셀을 25℃ 와 60℃에서 각각 4.2V, 1C-rate 의 정전압/정전류로 충전한 후, 1C-rate로 2.8V까지 정전류 방전을 100회, 50회 수행하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
The coin cells prepared in Examples and Comparative Examples were charged at a constant voltage / constant current of 4.2 V and 1 C-rate at 25 캜 and 60 캜, respectively, and subjected to constant current discharging 100 times and 50 times at a rate of 1 C- , And the results are shown in Table 1.


첨가제의 함량(중량%)Content of additive (% by weight) 수명특성(용량비율(%))Life characteristics (capacity ratio (%))
25℃, 100회25 ° C, 100 times 60℃, 50회60 ° C, 50 times 비교예Comparative Example 00 64.064.0 70.670.6 실시예Example 1One 83.883.8 84.884.8

표 1에서, 용량 비율(%)은 1회 충방전시의 용량 대비 100회 또는 50회 충방전 후의 용량의 비율을 의미한다. 표 1을 참조하면, 실시예가 비교예보다 수명 시험 후 용량 비율이 현저하게 우수함을 보이고 있는데, 이로부터 전해액에 실릴에테르 첨가제를 첨가함으로써 전지의 수명 특성이 향상되었음을 확인할 수 있다.In Table 1, the capacity ratio (%) means the ratio of capacity after 100 cycles or 50 cycles after charge / discharge in one charge / discharge cycle. Referring to Table 1, it can be seen that the life characteristics of the battery are improved by adding a silyl ether additive to the electrolyte solution.

본 발명에서 사용한 용어는 특정한 실시예를 설명하기 위한 것으로, 본 발명을 한정하고자 하는 것이 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하지 않는 한, 복수의 의미를 포함한다고 보아야 할 것이다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재한다는 것을 의미하는 것이지, 이를 배제하기 위한 것이 아니다. 본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.The terms used in the present invention are intended to illustrate specific embodiments and are not intended to limit the invention. The singular presentation should be understood to include plural meanings, unless the context clearly indicates otherwise. The word "comprises" or "having" means that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, or a combination thereof described in the specification. The present invention is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, but is intended to be limited only by the appended claims. It will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. something to do.

Claims (8)

화학식 1로 표현되는 실릴에테르 화합물을 포함하는 리튬 이차전지용 비수 전해액:
<화학식 1>
Figure pat00003

여기서, R1, R2, R3, R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10 의 알킬기이거나, 또는 아릴기이다.
A non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery comprising a silyl ether compound represented by formula (1)
&Lt; Formula 1 >
Figure pat00003

Here, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an aryl group.
제1항에 있어서,
상기 탄소수 1 내지 10 의 알킬기는, 일부 또는 전부가 할로겐으로 치환된 알킬기인 리튬 이차전지용 비수 전해액.
The method according to claim 1,
Wherein the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is an alkyl group partially or wholly substituted with halogen.
제1항에 있어서,
상기 실릴에테르 화합물은 4-(트리메틸실록시)-3-펜텐-2온(4-(trimethylsiloxy)-3-penten-2-one), 4-(트리에틸실록시)-3-펜텐-2-온(4-(triethylsiloxy)-3-penten-2-one), 4-(트리프로필실록시)-3-펜텐-2-온(4-(tripropylsiloxy)-3-penten-2-one), 4-(트리부틸실록시)-3-펜텐-2-온(4-(tributylsiloxy)-3-penten-2-one) 으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상을 포함하는 리튬 이차전지용 비수 전해액.
The method according to claim 1,
The silyl ether compound may be selected from the group consisting of 4- (trimethylsiloxy) -3-penten-2-one, 4- (triethylsiloxy) 2- (4- (tripropylsiloxy) -3-penten-2-one), 4- (triphenylsiloxy) - (tributylsiloxy) -3-penten-2-one). The non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery according to claim 1,
제1항에 있어서,
비수성 유기 용매를 더 포함하되, 상기 비수성 유기 용매는 카보네이트계, 에스테르계, 에테르계 및 케톤계 유기 용매로 이루어지는 그룹에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 리튬 이차전지용 비수 전해액.
The method according to claim 1,
Wherein the non-aqueous organic solvent further comprises at least one selected from the group consisting of carbonate-based, ester-based, ether-based and ketone-based organic solvents.
제4항에 있어서,
상기 실릴에테르 화합물의 함량은 전해액 전체 중 0.1 내지 10 중량%인 리튬 이차전지용 비수 전해액.
5. The method of claim 4,
Wherein the content of the silyl ether compound is 0.1 to 10% by weight based on the total weight of the electrolytic solution.
제1항에 있어서,
리튬염을 더 포함하되, 상기 리튬염은 LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiClO4, LiCF3SO3, LiN(CF3SO2)2, LiN(C2F5SO2)2, LiAlO4, LiAlCl4 및 LiSO3CF3로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 리튬 이차전지용 비수 전해액.
The method according to claim 1,
Further comprising a lithium salt, the lithium salt is LiPF 6, LiBF 4, LiSbF 6 , LiAsF 6, LiClO 4, LiCF 3 SO 3, LiN (CF 3 SO 2) 2, LiN (C 2 F 5 SO 2) 2 , LiAlO 4 , LiAlCl 4, and LiSO 3 CF 3. The nonaqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery according to claim 1,
제6항에 있어서,
전해액 중 리튬염의 농도는 0.8 내지 2.0 M 인 리튬 이차전지용 비수 전해액.
The method according to claim 6,
Wherein the concentration of the lithium salt in the electrolytic solution is 0.8 to 2.0 M.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 비수 전해액을 포함하는 리튬 이차전지.A lithium secondary battery comprising the nonaqueous electrolyte according to any one of claims 1 to 7.
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