KR20170061024A - Electrolyte and lithium secondary battery with the same - Google Patents
Electrolyte and lithium secondary battery with the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20170061024A KR20170061024A KR1020150165907A KR20150165907A KR20170061024A KR 20170061024 A KR20170061024 A KR 20170061024A KR 1020150165907 A KR1020150165907 A KR 1020150165907A KR 20150165907 A KR20150165907 A KR 20150165907A KR 20170061024 A KR20170061024 A KR 20170061024A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrolyte
- electrolyte system
- carbonate
- lithium
- electron density
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0567—Liquid materials characterised by the additives
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0569—Liquid materials characterised by the solvents
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0025—Organic electrolyte
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y02E60/122—
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
본 발명은 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것으로, 상기 전해질은 환형 카보네이트계 용매 및 LiPF6를 포함하는 제 1 전해질 시스템, 그리고 사슬형 카보네이트계 용매, 리튬 비스(플루오로술포닐)이미드 및 리튬 디플루오로(비스옥살레이토)포스페이트를 포함하는 제 2 전해질 시스템을 포함한다.
상기 전해질은 수명 및 출력 특성이 향상되면서도, 상용 전해질 대비 리튬 이온 전이수(Li+ transference number)가 저하되지 않는다.The present invention relates to an electrolyte and a lithium secondary battery comprising the electrolyte, wherein the electrolyte comprises a first electrolyte system including a cyclic carbonate-based solvent and LiPF 6 , and a second electrolyte system including a chain carbonate solvent, lithium bis (fluorosulfonyl) imide And a second electrolyte system comprising lithium difluoro (bisoxalate) phosphate.
The electrolyte has improved lifetime and output characteristics, and does not lower the lithium ion transfer number (Li + transference number) relative to the commercial electrolyte.
Description
본 발명은 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수명 및 출력 특성이 향상되면서도, 상용 전해질 대비 리튬 이온 전이수(Li+ transference number)가 저하되지 않는 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to an electrolyte and a lithium secondary battery including the same, and more particularly, to an electrolyte having improved lifetime and output characteristics and having a low lithium ion transfer number (Li + transference number) relative to a commercial electrolyte and lithium The present invention relates to a secondary battery.
리튬 이차 전지는 휴대전화, 노트북 컴퓨터, 디지털카메라 및 캠코더 등의 휴대용 전원으로서뿐만 아니라 전동공구(power tool), 전기자전거, 하이브리드 전기자동차(hybrid electric vehicle, HEV), 플러그인 하이브리드 전기자동차(plug-in HEV, PHEV) 등의 중대형 전원으로 그 응용이 급속히 확대되고 있다. 이와 같은 응용분야의 확대 및 수요의 증가에 따라 전지의 외형적인 모양과 크기도 다양하게 변하고 있으며, 기존의 소형전지에서 요구되는 특성보다 더욱 우수한 성능과 안정성이 요구되고 있다. 이러한 요구에 부응하기 위해서는 전지 구성 성분들은 대전류가 흐르는 조건에서 전지의 성능구현이 안정적으로 이루어 져야한다. Lithium secondary batteries can be used not only as portable power sources such as mobile phones, notebook computers, digital cameras and camcorders but also as power tools, electric bicycles, hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles HEV, PHEV), and the like. As the application field is expanded and demand is increased, the external shape and size of the battery are variously changed, and performance and stability are demanded more than the characteristics required in the conventional small batteries. In order to meet such a demand, the performance of the battery should be stabilized in a condition where battery components are flowing in a large current.
리튬 이차 전지는 리튬 이온의 삽입 및 탈리가 가능한 물질을 음극 및 양극으로 사용하고, 두 전극 사이에 다공성 분리막을 설치한 후 액체 전해질을 주입시켜 제조되며, 상기 음극 및 양극에서의 리튬 이온의 삽입 및 탈리에 따른 산화 환원반응에 의해 전기가 생성 또는 소비된다. The lithium secondary battery is manufactured by using a material capable of inserting and desorbing lithium ions as a cathode and an anode, providing a porous separator between the two electrodes, and injecting a liquid electrolyte. The insertion and extraction of lithium ions in the cathode and the anode, Electricity is generated or consumed by the redox reaction due to desorption.
리튬 이온 전지의 출력특성, 사이클특성, 보존특성 등의 전지특성을 개선하기 위해 전해질 구비 성분으로서 비수계 용매나 첨가제에 대한 다양한 검토가 이루어지고 있다. 또한, 전지 성능 향상을 위하여 특정 화합물을 첨가제로서 전해질에 첨가하는 경우에도 대부분의 전지성능 중 일부 항목의 성능 향상은 기대할 수 있으나 다른 항목의 성능을 오히려 감소시키게 되는 등의 문제점이 있다.Various non-aqueous solvents and additives have been studied as electrolyte-containing components in order to improve battery characteristics such as output characteristics, cycle characteristics, and storage characteristics of lithium ion batteries. In addition, even when a specific compound is added to an electrolyte as an additive for improving battery performance, performance of some items of most battery performance can be expected to be improved, but the performance of other items is rather reduced.
본 발명의 목적은 수명 및 출력 특성이 향상되면서도, 상용 전해질 대비 리튬 이온 전이수(Li+ transference number)가 저하되지 않는 전해질을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an electrolyte which has improved lifetime and output characteristics but does not lower the lithium ion transfer number (Li + transference number) relative to a commercial electrolyte.
본 발명의 다른 목적은 상기 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a lithium secondary battery comprising the electrolyte.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전해질은 환형 카보네이트계 용매 및 LiPF6를 포함하는 제 1 전해질 시스템, 그리고 사슬형 카보네이트계 용매, 리튬 비스(플루오로술포닐)이미드, 리튬 디플루오로(비스옥살레이토)포스페이트 및 1,3-프로펜 술톤을 포함하는 제 2 전해질 시스템을 포함한다.In order to achieve the above object, an electrolyte according to an embodiment of the present invention includes a first electrolyte system including a cyclic carbonate-based solvent and LiPF 6 , and a second electrolyte system including a chain carbonate solvent, lithium bis (fluorosulfonyl) And a second electrolyte system comprising lithium difluoro (bis oxalate) phosphate and 1,3-propanesultone.
상기 제 2 전해질 시스템은 상기 제 1 전해질 시스템 100 중량부에 대하여 5 내지 50 중량부로 포함될 수 있다.The second electrolyte system may be included in an amount of 5 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the first electrolyte system.
상기 제 1 전해질 시스템은 상기 제 1 전해질 시스템 전체를 기준으로 상기 LiPF6를 6 내지 30 중량%로 포함할 수 있다.The first electrolyte system may include 6 to 30% by weight of the LiPF 6 based on the entire first electrolyte system.
상기 제 2 전해질 시스템은 상기 제 2 전해질 시스템 전체를 기준으로 상기 리튬 비스(플루오로술포닐)이미드를 0.1 내지 10 중량%로 포함할 수 있다.The second electrolyte system may include 0.1 to 10% by weight of the lithium bis (fluorosulfonyl) imide based on the entire second electrolyte system.
상기 제 2 전해질 시스템은 상기 제 2 전해질 시스템 전체를 기준으로 상기 리튬 디플루오로(비스옥살레이토)포스페이트를 0.1 내지 10 중량%로 포함할 수 있다.The second electrolyte system may include the lithium difluoro (bis oxalate) phosphate in an amount of 0.1 to 10% by weight based on the entire second electrolyte system.
상기 제 2 전해질 시스템은 상기 제 2 전해질 시스템 전체를 기준으로 상기 1,3-프로펜 술톤을 0.1 내지 10 중량%로 포함할 수 있다.The second electrolyte system may include 0.1 to 10% by weight of 1,3-propanesultone based on the entirety of the second electrolyte system.
상기 제 1 전해질 시스템의 전자 밀도 값은 2.32 내지 2.64 Φ*Φ일 수 있다.The electron density value of the first electrolyte system may be 2.32 to 2.64 [phi] * [Phi].
상기 제 2 전해질 시스템의 전자 밀도 값의 상한 값 및 하한 값이 각각 상기 제 1 전해질 시스템의 전자 밀도 값의 상한 값 및 하한 값의 ±10% 이내일 수 있다.The upper limit value and the lower limit value of the electron density value of the second electrolyte system may be within ± 10% of the upper limit value and the lower limit value of the electron density value of the first electrolyte system, respectively.
상기 제 2 전해질 시스템의 전자 밀도 값은 2.28 내지 2.64 Φ*Φ일 수 있다.The electron density value of the second electrolyte system may be 2.28 to 2.64 [Phi] * [Phi].
상기 전해질의 전자 밀도 값은 2.36 내지 2.79 Φ*Φ일 수 있다.The electron density value of the electrolyte may be 2.36 to 2.79 Φ * Φ.
상기 환형 카보네이트계 용매는 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 부틸렌카보네이트, 플루오로에틸렌카보네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.The cyclic carbonate-based solvent may include any one selected from the group consisting of ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, fluoroethylene carbonate, and mixtures thereof.
상기 사슬형 카보네이트계 용매는 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 디프로필카보네이트, 메틸프로필카보네이트, 에틸프로필카보네이트, 메틸에틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다. The chain carbonate-based solvent may include any one selected from the group consisting of dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dipropyl carbonate, methylpropyl carbonate, ethylpropyl carbonate, methyl ethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and mixtures thereof .
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지는 양극 활물질을 포함하는 양극, 상기 양극과 대향 배치되며, 음극 활물질을 포함하는 음극, 그리고 상기 본 발명에 따른 전해질을 포함한다.A lithium secondary battery according to another embodiment of the present invention includes a cathode including a cathode active material, a cathode disposed opposite to the cathode, a cathode including the anode active material, and an electrolyte according to the present invention.
본 발명에 따른 전해질은 수명 및 출력 특성이 향상되면서도, 상용 전해질 대비 리튬 이온 전이수(Li+ transference number)가 저하되지 않는다. The electrolyte according to the present invention has improved lifetime and output characteristics and does not lower the lithium ion transfer number (Li + transference number) relative to the commercial electrolyte.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지의 분해 사시도이다. 1 is an exploded perspective view of a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is capable of various modifications and various embodiments and is intended to illustrate and describe the specific embodiments in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as comprise, having, or the like are intended to designate the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof, and may include one or more other features, , But do not preclude the presence or addition of one or more other features, elements, components, components, or combinations thereof.
본 발명의 일 실시예에 따른 전해질은, 환형 카보네이트계 용매 및 LiPF6를 포함하는 제 1 전해질 시스템, 그리고 사슬형 카보네이트계 용매, 리튬 비스(플루오로술포닐)이미드, 리튬 디플루오로(비스옥살레이토)포스페이트 및 1,3-프로펜 술톤을 포함하는 제 2 전해질 시스템을 포함한다.The electrolyte according to an embodiment of the present invention includes a first electrolyte system including a cyclic carbonate-based solvent and LiPF 6 , and a second electrolyte system including a chain carbonate solvent, lithium bis (fluorosulfonyl) imide, lithium difluoro ≪ / RTI > oxalate) phosphate and 1,3-propanesultone.
상기 제 1 전해질 시스템에서 상기 환형 카보네이트계 용매는 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 부틸렌카보네이트, 플루오로에틸렌카보네이트(FEC) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있고, 바람직하게 전지의 특성 측면에서 우수한 에틸렌카보네이트를 포함할 수 있다.In the first electrolyte system, the cyclic carbonate-based solvent includes any one selected from the group consisting of ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate, fluoroethylene carbonate (FEC) And may preferably contain ethylene carbonate which is superior in terms of the characteristics of the cell.
상기 제 1 전해질 시스템에서 상기 LiPF6는 상기 카보네이트계 용매에 용해되어 상기 리튬 이차 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 기능하고, 양극과 음극 간의 리튬 이온의 이동을 촉진시킨다. 상기 LiPF6는 상기 제 1 전해질 시스템 전체를 기준으로 6 내지 30 중량%, 바람직하게 8 내지 20 중량%로 포함될 수 있다. 상기 LiPF6의 함량이 6 중량% 미만인 경우 상기 전해질의 전도도가 낮아져 전해질 성능이 떨어질 수 있고, 30 중량%을 초과하는 경우 상기 전해질의 점도가 증가하여 리튬 이온의 이동성이 낮아질 수 있다. In the first electrolyte system, the LiPF 6 is dissolved in the carbonate-based solvent to function as a source of lithium ions in the lithium secondary battery and accelerate the movement of lithium ions between the positive electrode and the negative electrode. The LiPF 6 may be contained in an amount of 6 to 30% by weight, preferably 8 to 20% by weight based on the total weight of the first electrolyte system. When the content of LiPF 6 is less than 6% by weight, the conductivity of the electrolyte may be lowered to deteriorate the performance of the electrolyte. When the content of LiPF 6 is more than 30% by weight, the viscosity of the electrolyte may increase and the mobility of lithium ions may be lowered.
상기 제 2 전해질 시스템은 상기 사슬형 카보네이트계 용매로서 디메틸카보네이트(DMC), 디에틸카보네이트(DEC), 디프로필카보네이트, 메틸프로필카보네이트, 에틸프로필카보네이트, 메틸에틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트(EMC) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 포함한다.The second electrolyte system may include at least one of dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate, methyl propyl carbonate, ethyl propyl carbonate, methyl ethyl carbonate, ethyl methyl carbonate (EMC) And mixtures thereof.
상기 제 2 전해질 시스템에서 상기 리튬 비스(플루오로술포닐)이미드는 상기 제 2 전해질 시스템 전체를 기준으로 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게 0.3 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 상기 리튬 비스(플루오로술포닐)이미드의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우 피막이 형성되지 않을 수 있고, 10 중량%을 초과하는 경우 과도한 피막이 형성되어 저항이 커질 수 있다. In the second electrolyte system, the lithium bis (fluorosulfonyl) imide may be contained in an amount of 0.1 to 10% by weight, preferably 0.3 to 5% by weight based on the total weight of the second electrolyte system. If the content of the lithium bis (fluorosulfonyl) imide is less than 0.1 wt%, the coating may not be formed, and if it exceeds 10 wt%, excessive coating may be formed and the resistance may be increased.
상기 제 1 전해질 시스템은 상용되는 전해질 시스템이다. 다만, 상기 제 1 전해질 시스템의 수명 및 출력 특성을 향상시키기 위하여, 상기 리튬 비스(플루오로술포닐)이미드를 상기 제 1 전해질 시스템에 직접 첨가하는 경우, 상기 제 1 전해질 시스템의 상기 리튬 이온 전이수가 저하되는 문제가 발생한다. The first electrolyte system is a commonly used electrolyte system. However, when the lithium bis (fluorosulfonyl) imide is added directly to the first electrolyte system in order to improve the lifetime and output characteristics of the first electrolyte system, the lithium ion transition of the first electrolyte system There is a problem in that the number of sheets is reduced.
본 발명의 발명자들은 상기 리튬 비스(플루오로술포닐)이미드를 상기 제 1 전해질 시스템에 직접 첨가하는 것이 아니라, 특정 조건을 만족하는 제 2 전해질 시스템에 상기 리튬 비스(플루오로술포닐)이미드를 첨가한 후, 상기 제 1 전해질 시스템과 상기 제 2 전해질 시스템을 혼합하여 전해질을 제조하는 경우 상기 리튬 비스(플루오로술포닐)이미드를 첨가함으로써 상기 수명 및 출력 특성을 향상시키면서도 상기 리튬 이온 전이수가 저하되는 문제가 발생하지 않음을 발견하고 본 발명을 완성하였다.The inventors of the present invention have found that the lithium bis (fluorosulfonyl) imide is not directly added to the first electrolyte system, but the lithium bis (fluorosulfonyl) imide (Fluorosulfonyl) imide is added when the first electrolyte system and the second electrolyte system are mixed to produce an electrolyte, the life and output characteristics of the lithium bis (fluorosulfonyl) And the present invention has been completed.
상기 리튬 비스(플루오로술포닐)이미드를 포함하는 상기 제 2 전해질 시스템을 제 1 전해질 시스템에 혼합하는 경우에도 상기 전해질의 상기 리튬 이온 전이수가 저하되지 않도록 하기 위해서는, 상기 제 1 전해질 시스템과 상기 제 2 전해질 시스템의 전자 밀도 값이 거의 유사하도록 조절하여야 하는 것으로 추측된다. In order to prevent the lithium ion transfer rate of the electrolyte from lowering even when the second electrolyte system including the lithium bis (fluorosulfonyl) imide is mixed with the first electrolyte system, It is presumed that the electron density values of the second electrolyte system should be adjusted to be substantially similar.
이때, 상기 제 2 전해질 시스템의 유기 용매가 상기 사슬형 카보네이트계 용매인 경우, 상기 제 2 전해질 시스템이 상기 리튬 비스(플루오로술포닐)이미드와 함께 상기 리튬 디플루오로(비스옥살레이토)포스페이트를 포함하는 경우, 상기 제 2 전해질 시스템의 전자 밀도 값을 상기 제 1 전해질 시스템의 전자 밀도 값과 거의 유사하도록 조절할 수 있다.In this case, when the organic solvent of the second electrolyte system is the chain carbonate-based solvent, the second electrolyte system together with the lithium bis (fluorosulfonyl) imide and the lithium difluoro (bisoxalate) phosphate The electron density value of the second electrolyte system can be adjusted to be substantially similar to the electron density value of the first electrolyte system.
상기 제 2 전해질 시스템에서 상기 리튬 디플루오로(비스옥살레이토)포스페이트는 상기 제 2 전해질 시스템 전체를 기준으로 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게 0.5 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 상기 리튬 디플루오로(비스옥살레이토)포스페이트의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우 피막이 형성되지 않을 수 있고, 10 중량%을 초과하는 경우 과도한 피막이 형성되어 저항이 커질 수 있다.In the second electrolyte system, the lithium difluoro (bis oxalate) phosphate may be contained in an amount of 0.1 to 10% by weight, preferably 0.5 to 5% by weight based on the total weight of the second electrolyte system. If the content of lithium difluoro (bisoxalate) phosphate is less than 0.1% by weight, the coating may not be formed, and if it exceeds 10% by weight, excessive coating may be formed and the resistance may be increased.
상기 전해질 시스템의 전자 밀도 값은 히든 애널리티컬사의 에스피온(Hiden Analytical ESPION)의 랭뮤어 탐침(Langmuir probe)에 의하여 측정할 수 있다. 상기 랭뮤어 탐침은 탐침의 전압을 바꿔주면서 얻을 수 있는 I-V curve로부터 이온 및 전자 밀도 값이나 전자의 온도 또는 퍼텐셜과 같은 플라즈마의 특성을 측정하는 장비이다. 탐침봉은 직경이 1.2mm이고 길이가 6mm인 단일 탐침 봉을 사용할 수 있다.The electron density value of the electrolyte system can be measured by a Langmuir probe of Hiden Analytical ESPION. The Langmuir probe is a device for measuring plasma characteristics such as ion and electron density values or electron temperature or potential from an I-V curve obtained by changing the probe voltage. The probe can be a single probe rod with a diameter of 1.2 mm and a length of 6 mm.
상기 전자 밀도 값은 자기장 안에서 상기 전해질 시스템을 기체화시키고 상기 기체를 플라즈마 상태로 만든 후, 상기 랭뮤어 탐침을 이용하여 전류와 전압의 관계를 조사해 측정할 수 있다. 상기 전류와 전압의 관계는 고주파 전력이 플라즈마 영역으로 효과적으로 흡수되도록 원통 모양으로 4회 감은 동관 안테나를 방전관 외부에 설치하고, RF 주파수는 13.56MHz를 사용하고, 주파수 발전기의 전력은 20W를 인가하여 측정할 수 있다. 참고로, 상기 RF 전력이 10W 이하가 되면 플라즈마의 발생이 약하고, 정확한 방전이 나타나지 않을 수 있다.The electron density value can be measured by gasifying the electrolyte system in a magnetic field, converting the gas into a plasma state, and measuring the relationship between current and voltage using the Langmuir probe. The relationship between the current and the voltage is determined by setting a copper tube antenna which is wound four times in a cylindrical shape so that the high frequency power is effectively absorbed into the plasma region outside the discharge tube and the RF frequency is 13.56 MHz and the power of the frequency generator is 20 W can do. For reference, when the RF power is 10 W or less, generation of plasma is weak and accurate discharge may not be exhibited.
상기 방법을 이용하여 측정된 시스 전위(sheath potential, V-V p ) 및 전류와 각각의 상수를 하기 수학식 1에 대입하여 기울기에 해당하는 전자 온도(T e )를 구한다. 그리고, 상기 방법을 이용하여 측정된 포화 전류(I e )를 하기 수학식 2에 대입하여 전자 밀도 값을 계산할 수 있다. The sheath potential ( VV p ) and the current measured by the above method are substituted into the following equation (1), and the electron temperature ( T e ) corresponding to the slope is obtained. Then, the saturation current ( I e ) measured using the above method can be substituted into the following equation (2) to calculate the electron density value.
여기서, e, k 및 T e 는 각각 전자 전하, 볼츠만 상수, 전자 온도이고, n e , I e , A p 및 m e 는 각각 전자 밀도, 포화 전류, 탐침의 표면적 및 전자의 질량이다.Where e , k, and T e are the electron charge, the Boltzmann constant, and the electron temperature, respectively, and n e , I e , A p And m e are the electron density, the saturation current, the surface area of the probe, and the mass of the electron, respectively.
상기 제 1 전해질 시스템의 전자 밀도 값은 약 2.32 내지 2.64 Φ*Φ 정도 이다. 한편, 상기 제 1 전해질 시스템에 상기 리튬 비스(플루오로술포닐)이미드를 직접 첨가하는 경우 전해질의 전자 밀도 값은 약 1.98 내지 2.21 Φ*Φ로서, 그 하한 값이 상기 제 1 전해질 시스템의 전자 밀도 값의 하한 값의 -10% 넘게 차이가 나고, 그 상한 값도 상기 제 1 전해질 시스템의 전자 밀도 값의 상한 값의 -10% 넘게 차이가 난다. 이 경우 상기 전해질은 상기 수명 및 출력 특성의 향상도 미미한 수준이며, 상기 제 1 전해질 시스템에 비하여 상기 리튬 이온 전이수가 현저하게 저하되는 결과가 발생한다.The electron density value of the first electrolyte system is about 2.32 to 2.64 Φ * Φ. On the other hand, when the lithium bis (fluorosulfonyl) imide is directly added to the first electrolyte system, the electron density value of the electrolyte is about 1.98 to 2.21? *? A difference of more than -10% of the lower limit value of the density value is produced, and the upper limit value thereof is more than -10% of the upper limit value of the electron density value of the first electrolyte system. In this case, the improvement of the life and output characteristics of the electrolyte is also insignificant, and the lithium ion transition number is remarkably lowered as compared with the first electrolyte system.
반면, 상기 사슬형 카보네이트 용매에 상기 리튬 비스(플루오로술포닐)이미드와 함께 상기 리튬 디플루오로(비스옥살레이토)포스페이트를 포함하는 상기 제 2 전해질 시스템의 전자 밀도 값은 약 2.27 내지 2.59 Φ*Φ로서, 그 하한 값이 상기 제 1 전해질 시스템의 전자 밀도 값의 하한 값의 ±10% 이내이고, 그 상한 값도 상기 제 1 전해질 시스템의 전자 밀도 값의 상한 값의 ±10% 이내이다. 이 경우 상기 제 1 전해질 시스템과 상기 제 2 전해질 시스템을 혼합한 전해질은 상기 수명 및 출력 특성이 향상될 뿐만 아니라, 상기 리튬 이온 전이수가 저하되지 않는다.On the other hand, the electron density value of the second electrolyte system comprising the lithium difluoro (bis oxalate) phosphate together with the lithium bis (fluorosulfonyl) imide in the chain carbonate solvent is about 2.27 to 2.59 Φ * 陸, the lower limit value thereof is within ± 10% of the lower limit value of the electron density value of the first electrolyte system, and the upper limit value is within ± 10% of the upper limit value of the electron density value of the first electrolyte system. In this case, the electrolyte in which the first electrolyte system and the second electrolyte system are mixed not only improves the life and output characteristics but also does not lower the lithium ion transition water.
즉, 상기 제 2 전해질 시스템의 전자 밀도 값의 상한 값 및 하한 값이 각각 상기 제 1 전해질 시스템의 전자 밀도 값의 상한 값 및 하한 값의 ±10% 이내, 바람직하게는 ±5% 이내, 즉 상기 제 2 전해질 시스템의 전자 밀도 값이 상기 제 1 전해질 시스템의 전자 밀도 값과 유사할수록, 이들 두 전해질 시스템의 혼합시 상기 리튬 이온 전이수의 저하를 방지할 수 있다.That is, the upper limit value and the lower limit value of the electron density value of the second electrolyte system are respectively within ± 10%, preferably within ± 5% of the upper limit value and the lower limit value of the electron density value of the first electrolyte system, As the electron density value of the second electrolyte system is similar to the electron density value of the first electrolyte system, deterioration of the lithium ion transfer number can be prevented when these two electrolyte systems are mixed.
따라서, 상기 제 2 전해질 시스템의 전자 밀도 값은 2.28 내지 2.64 Φ*Φ인 것이 바람직하고, 2.27 내지 2.59 Φ*Φ인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 제 1 전해질 시스템과 상기 제 2 전해질 시스템이 혼합된 상기 전해질의 전자 밀도 값은 2.36 내지 2.79 Φ*Φ일 수 있고, 바람직하게 2.48 내지 2.74 Φ*Φ일 수 있다.Therefore, the electron density value of the second electrolyte system is preferably 2.28 to 2.64? *?, More preferably 2.27 to 2.59? *?. In addition, the electron density value of the electrolyte in which the first electrolyte system and the second electrolyte system are mixed may be 2.36 to 2.79 Φ * Φ, and preferably 2.48 to 2.74 Φ * Φ.
상기한 바와 같이 상기 제 1 전해질 시스템과 상기 제 2 전해질 시스템의 전자 밀도 값이 유사함에 따라, 상기 제 1 전해질 시스템과 상기 제 2 전해질 시스템을 혼합한 경우라도 상기 전해질의 상기 수명 및 출력 특성이 저하되지 않으며, 오히려 상기 전해질의 상기 수명 및 출력 특성이 상기 제 1 전해질 시스템의 상기 수명 및 출력 특성이 보다 우수하다. As described above, when the first electrolyte system and the second electrolyte system have similar electron density values, even when the first electrolyte system and the second electrolyte system are mixed, the life and output characteristics of the electrolyte deteriorate Rather, the life and output characteristics of the electrolyte are superior to the life and output characteristics of the first electrolyte system.
상기 제 2 전해질 시스템은 상기 제 1 전해질 시스템 100 중량부에 대하여 5 내지 50 중량부로 포함될 수 있고, 10 내지 30 중량부로 포함될 수 있다. 상기 제 2 전해질 시스템의 함량이 5 중량부 미만인 경우 수명 및 출력 특성이 개선되지 않을 수 있고, 상기 제 2 전해질 시스템의 함량이 30 중량부를 초과하는 경우 스웰링(swelling) 현상이 발생할 수 있다.The second electrolyte system may be included in an amount of 5 to 50 parts by weight, and may be 10 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the first electrolyte system. If the content of the second electrolyte system is less than 5 parts by weight, the life and output characteristics may not be improved. If the content of the second electrolyte system exceeds 30 parts by weight, swelling may occur.
한편, 상기 제 2 전해질 시스템은 상기 리튬 디플루오로(비스옥살레이토)포스페이트와 함께 상기 1,3-프로펜 술톤을 더 포함한다. 상기 1,3-프로펜 술톤은 상기 제 2 전해질 시스템의 전자 밀도 값을 더욱 향상시켜 상기 제 2 전해질 시스템의 전자 밀도 값이 상기 제 1 전해질 시스템의 전자 밀도 값과 더욱 유사하도록 조절하며, 상기 전해질의 상기 수명 및 출력 특성이 더욱 향상될 뿐만 아니라, 고온 특성도 향상되는 효과를 얻을 수 있다.On the other hand, the second electrolyte system further includes the 1,3-propanesultone together with the lithium difluoro (bis oxalate) phosphate. The 1,3-propanesultone further enhances the electron density value of the second electrolyte system so that the electron density value of the second electrolyte system is more similar to the electron density value of the first electrolyte system, It is possible to obtain not only the above-mentioned life span and output characteristics of the battery, but also high-temperature characteristics can be improved.
따라서, 상기 리튬 디플루오로(비스옥살레이토)포스페이트와 함께 상기 1,3-프로펜 술톤을 더 포함하는 제 2 전해질 시스템의 전자 밀도 값은 더욱 바람직하게 2.33 내지 2.67 Φ*Φ이고, 상기 제 1 전해질 시스템과 상기 제 2 전해질 시스템이 혼합된 상기 전해질의 전자 밀도 값은 더욱 바람직하게 2.49 내지 2.73 Φ*Φ일 수 있다.Therefore, the electron density value of the second electrolyte system including the 1,3-propanesultone with lithium difluoro (bis oxalate) phosphate is more preferably 2.33 to 2.67 Φ * Φ, The electron density value of the electrolyte in which the electrolyte system and the second electrolyte system are mixed may more preferably be 2.49 to 2.73 Φ * Φ.
이때, 상기 제 2 전해질 시스템에서 상기 1,3-프로펜 술톤은 상기 제 2 전해질 시스템 전체를 기준으로 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게 0.5 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 상기 1,3-프로펜 술톤의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우 피막이 형성되지 않을 수 있고, 10 중량%을 초과하는 경우 과도한 피막이 형성되어 저항이 커질 수 있다.In the second electrolyte system, the 1,3-propanesultone may be contained in an amount of 0.1 to 10% by weight, preferably 0.5 to 5% by weight based on the total weight of the second electrolyte system. If the content of 1,3-propanesultone is less than 0.1% by weight, the film may not be formed. If the content of 1,3-propanesultone is more than 10% by weight, excess film may be formed and the resistance may be increased.
또한, 상기 전해질은 종래 일반적으로 사용되는 유기 용매 및 리튬염을 더 포함할 수 있다.In addition, the electrolyte may further include an organic solvent and a lithium salt which are conventionally used.
상기 유기 용매로는 전지의 전기화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 할 수 있는 것이라면 특별한 제한없이 사용할 수 있다. 구체적으로 상기 유기 용매로는 에스테르 용매, 에테르 용매, 케톤 용매, 방향족 탄화수소 용매, 알콕시알칸 용매 등을 사용할 수 있으며, 이들 중 1종 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.The organic solvent may be any organic solvent that can act as a medium through which ions involved in an electrochemical reaction of a battery can move. Specifically, examples of the organic solvent include an ester solvent, an ether solvent, a ketone solvent, an aromatic hydrocarbon solvent, and an alkoxyalkane solvent. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
상기 에스테르 용매의 구체적인 예로는 메틸 아세테이트(methyl acetate), 에틸 아세테이트(ethyl acetate), n-프로필 아세테이트(n-propyl acetate), n-부틸 아세테이트(n-butyl acetate), 디메틸아세테이트(dimethyl acetate), 메틸프로피오네이트(methyl propionate), 에틸프로피오네이트(ethyl propionate), 프로필프로피오네이트(propyl propionate), 부틸프로피오네이트(butyl propionate), γ-부티로락톤(γ-butyrolactone), 플루오로 γ-부티로락톤(fluoro γ-butyrolactone), 1,3-디옥소란(1,3-dioxolane), 데카놀라이드(decanolide), γ-발레로락톤(γ-valerolactone), 메발로노락톤(mevalonolactone), γ-카프로락톤(γ-caprolactone), δ-발레로락톤(δ-valerolactone), ε-카프로락톤(ε-caprolactone) 등을 들 수 있다. Specific examples of the ester solvent include methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, n-butyl acetate, dimethyl acetate, But are not limited to, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, butyl propionate,? -Butyrolactone, - fluoro? -Butyrolactone, 1,3-dioxolane, decanolide,? -Valerolactone, mevalonolactone, ),? -caprolactone,? -valerolactone,? -caprolactone, and the like.
상기 에테르 용매의 구체적인 예로는 디부틸 에테르(dibutyl ether), 테트라글라임(tetraglyme), 2-메틸테트라히드로퓨란(2-methyltetrahydrofuran), 또는 테트라히드로퓨란(tetrahydrofuran) 등을 들 수 있다. Specific examples of the ether solvent include dibutyl ether, tetraglyme, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydrofuran, and the like.
상기 케톤 용매의 구체적인 예로는 시클로헥사논(cyclohexanone) 등을 들 수 있다. 상기 방향족 탄화수소 유기 용매의 구체적인 예로는 벤젠(benzene), 플루오로벤젠(fluorobenzene), 클로로벤젠(chlorobenzene), 아이오도벤젠(iodobenzene), 톨루엔(toluene), 플루오로톨루엔(fluorotoluene), 또는 자일렌(xylene) 등을 들 수 있다. 상기 알콕시알칸 용매로는 디메톡시에탄(dimethoxy ethane) 또는 디에톡시에탄(diethoxy ethane) 등을 들 수 있다.Specific examples of the ketone solvent include cyclohexanone and the like. Specific examples of the aromatic hydrocarbon organic solvent include organic solvents such as benzene, fluorobenzene, chlorobenzene, iodobenzene, toluene, fluorotoluene, xylene). Examples of the alkoxyalkane solvent include dimethoxy ethane and diethoxy ethane.
상기 리튬염은 리튬 이차 전지에서 사용되는 리튬 이온을 제공할 수 있는 화합물이라면 특별한 제한없이 사용할 수 있다. 구체적으로 상기 리튬염으로는 LiClO4, LiAsF6, LiBF4, LiSbF6, LiAl04, LiAlCl4, LiCF3SO3, LiC4F9SO3, LiN(C2F5SO3)2, LiN(C2F5SO2)2, LiN(CF3SO2)2. LiN(CaF2a+1SO2)(CbF2b+1SO2)(단, a 및 b는 자연수, 바람직하게는 1≤a≤20이고, 1≤b≤20임), LiCl, LiI, LiB(C2O4)2 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.The lithium salt can be used without particular limitation as long as it is a compound capable of providing lithium ions used in a lithium secondary battery. Specifically, LiClO 4, as to the lithium salt LiAsF 6, LiBF 4, LiSbF 6 , LiAl0 4, LiAlCl 4,
상기 리튬염을 상기 전해질에 용해시키면, 상기 리튬염은 리튬 이차 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 기능하고, 양극과 음극 간의 리튬 이온의 이동을 촉진할 수 있다. 이에 따라, 상기 리튬염은 상기 전해질 내에 대략 0.6mol% 내지 2mol%의 농도로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 리튬염의 농도가 0.6mol% 미만인 경우 상기 전해질의 전도도가 낮아져 전해질 성능이 떨어질 수 있고, 2mol%를 초과하는 경우 상기 전해질의 점도가 증가하여 리튬 이온의 이동성이 낮아질 수 있다. 이와 같은 전해질의 전도도 및 리튬 이온의 이동성을 고려하면, 상기 리튬염은 상기 전해질 내에서 대략 0.7mol% 내지 1.6mol%로 조절되는 것이 보다 바람직할 수 있다.When the lithium salt is dissolved in the electrolyte, the lithium salt functions as a source of lithium ions in the lithium secondary battery, and can promote the movement of lithium ions between the cathode and the anode. Accordingly, the lithium salt is preferably contained in the electrolyte at a concentration of about 0.6 mol% to 2 mol%. If the concentration of the lithium salt is less than 0.6 mol%, the conductivity of the electrolyte may be lowered and the performance of the electrolyte may be deteriorated. If the concentration exceeds 2 mol%, the viscosity of the electrolyte may increase and the lithium ion mobility may be decreased. Considering the conductivity of the electrolyte and the mobility of lithium ions, it is more preferable that the lithium salt is controlled to be approximately 0.7 mol% to 1.6 mol% in the electrolyte.
상기 전해질은 상기 전해질 구성 성분들 외에도 전지의 수명특성 향상, 전지 용량 감소 억제, 전지의 방전 용량 향상 등을 목적으로 일반적으로 전해질에 사용될 수 있는 첨가제(이하, 기타 첨가제라 함)를 더 포함할 수 있다.In addition to the above electrolyte components, the electrolyte may further include an additive (hereinafter, referred to as another additive) which can be generally used for an electrolyte for the purpose of improving lifetime characteristics of the battery, suppressing reduction of battery capacity, have.
상기 기타 첨가제의 구체적인 예로는 비닐렌카보네이트(vinylenecarbonate, VC), 메탈플루오라이드(metal fluoride, 예를 들면, LiF, RbF, TiF, AgF, AgF2, BaF2, CaF2, CdF2, FeF2, HgF2, Hg2F2, MnF2, NiF2, PbF2, SnF2, SrF2, XeF2, ZnF2, AlF3, BF3, BiF3, CeF3, CrF3, DyF3, EuF3, GaF3, GdF3, FeF3, HoF3, InF3, LaF3, LuF3, MnF3, NdF3, PrF3, SbF3, ScF3, SmF3, TbF3, TiF3, TmF3, YF3, YbF3, TIF3, CeF4, GeF4, HfF4, SiF4, SnF4, TiF4, VF4, ZrF44, NbF5, SbF5, TaF5, BiF5, MoF6, ReF6, SF6, WF6, CoF2, CoF3, CrF2, CsF, ErF3, PF3, PbF3, PbF4, ThF4, TaF5, SeF6 등), 글루타노나이트릴(glutaronitrile, GN), 숙시노나이트릴(succinonitrile, SN), 아디포나이트릴(adiponitrile, AN), 4-톨루나이트릴(4-tolunitrile), 1,3,6-헥산트리카보나이트릴(1,3,6-hexanetricarbonitrile), 프로필렌설파이드(propylene sulfide, PS), 3,3'-티오디프로피오나이트릴(3,3'-thiodipropionitrile, TPN), 비닐에틸렌카보네이트(vinylethylene carbonate, VEC), 플루오로에틸렌카보네이트(fluoroethylene carbonate, FEC), 디플루오로에틸렌카보네이트(difluoroethylenecarbonate), 플루오로디메틸카보네이트(fluorodimethylcarbonate), 플루오로에틸메틸카보네이트(fluoroethylmethylcarbonate), 리튬비스(트리플루오로메틸설포닐)이미드(Lithium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide, LiTFSI), 리튬 테트라플루오로보레이트 (Lithium tetrafluoroborate, LiBF4), 리튬 디플루오로(옥살레이토) 보레이트(Lithium difluoro (oxalate) borate, LiDFOB), 리튬(말로네이토 옥살레이토)보레이트(Lithium (malonato oxalato) borate, LiMOB), LiPF2C4O8, LiSO3CF3, LiPF4(C2O4), LiP(C2O4)3, LiC(SO2CF3)3, LiBF3(CF3CF2), LiPF3(CF3CF2)3, Li2B12F12, 1,3-프로판설톤(1,3-propane sultone), 1,3-프로펜설톤(1,3-propene sultone), 바이페닐(biphenayl), 시클로헥실벤젠(cyclohexyl benzene), 4-플루오로톨루엔(4-fluorotoluene), 숙시노언하이드라이드(succinic anhydride), 에틸렌설페이트언하이드라이드(ethylene sulfate anhydride), 트리스(트리메틸실릴)보레이트(tris(methylsilyl)borate) 등을 들 수 있으며, 이들 중 1종 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 포함할 수 있다.Examples of the other additives include vinylene carbonate (vinylenecarbonate, VC), metal fluoride (metal fluoride, for example, LiF, RbF, TiF, AgF , AgF 2, BaF 2, CaF 2, CdF 2, FeF 2, HF 2 , Hg 2 F 2 , MnF 2 , NiF 2 , PbF 2 , SnF 2 , SrF 2 , XeF 2 , ZnF 2 , AlF 3 , BF 3 , BiF 3 , CeF 3 , CrF 3 , DyF 3 , EuF 3 , GaF 3, GdF 3, FeF 3 , HoF 3, InF 3, LaF 3, LuF 3, MnF 3, NdF 3, PrF 3, SbF 3, ScF 3, SmF 3, TbF 3, TiF 3, TmF 3, YF 3 , YbF 3, TIF 3, CeF 4, GeF 4, HfF 4, SiF 4, SnF 4, TiF 4, VF 4, ZrF4 4, NbF 5, SbF 5, TaF 5, BiF 5, MoF 6, ReF 6, SF 6 , WF 6 , CoF 2 , CoF 3 , CrF 2 , CsF, ErF 3 , PF 3 , PbF 3 , PbF 4 , ThF 4 , TaF 5 and SeF 6 ), glutaronitrile Succinonitrile (SN), adiponitrile (AN), 4-tolunitrile, 1,3,6-hexanetricarbonitrile (1,3,6-hexanetricarbonitrile) , Propylene sulfide (PS), 3,3'- (3,3'-thiodipropionitrile, TPN), vinylethylene carbonate (VEC), fluoroethylene carbonate (FEC), difluoroethylenecarbonate, fluorodimethyl carbonate fluoromethylcarbonate, fluorodimethylcarbonate, fluoroethylmethylcarbonate, lithium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide, LiTFSI, lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium tetrafluoroborate Lithium difluoro (oxalate) borate, LiDFOB), lithium (malonato oxalato) borate, LiMOB), LiPF 2 C 4 O 8 , LiSO 3 CF 3, LiPF 4 (C 2 O 4), LiP (C 2 O 4) 3, LiC (SO 2 CF 3) 3, LiBF 3 (CF 3 CF 2), LiPF 3 (CF 3 CF 2) 3, Li 2 B 12 F 12 , 1,3-propane sultone, 1,3-propene sultone, biphenayl, cyclohexyl benzene, 4-fluorotoluene, succinic anhydride, ethylene sulfate anhydride, tris (methylsilyl) borate, and the like. , Or a mixture of two or more of them.
상기 기타 첨가제는 상기 전해질 총 중량에 대하여 0.1 내지 20중량%로 포함될 수 있고, 0.2 내지 5중량%로 포함되는 것이 바람직하다.The other additives may be included in an amount of 0.1 to 20% by weight, preferably 0.2 to 5% by weight based on the total weight of the electrolyte.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면 상기 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다. 본 발명의 실시예에 따른 리튬 이차 전지는 사용하는 세퍼레이터와 전해질의 종류에 따라 리튬 이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지 및 리튬 폴리머 전지로 분류될 수 있고, 형태에 따라 원통형, 각형, 코인형, 파우치형 등으로 분류될 수 있으며, 사이즈에 따라 벌크 타입과 박막 타입으로 나눌 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 전해질은 이중에서도 리튬 이온 전지, 알루미늄 적층 전지 및 리튬 폴리머 전지에 적용하기에 특히 우수할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a lithium secondary battery including the electrolyte. The lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention can be classified into a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, and a lithium polymer battery depending on the type of the separator and the electrolyte used. The lithium secondary battery can be classified into a cylindrical shape, a square shape, Etc., and can be divided into a bulk type and a thin film type depending on the size. The electrolyte according to the embodiment of the present invention may be particularly excellent for application to a lithium ion battery, an aluminum laminated battery and a lithium polymer battery.
상세하게는 상기 리튬 이차 전지는 서로 대향 배치되는 양극 활물질을 포함하는 양극과 음극 활물질을 포함하는 음극, 그리고 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 상기 전해질을 포함한다.Specifically, the lithium secondary battery includes a cathode including a cathode active material disposed opposite to each other, a cathode including a cathode active material, and the electrolyte interposed between the anode and the cathode.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지(1)의 분해 사시도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지(1)는 음극(3), 양극(5), 상기 음극(3) 및 양극(5) 사이에 세퍼레이터(7)를 배치하여 전극 조립체(9)를 제조하고, 이를 케이스(15)에 위치시키고 상기 전해질을 주입하여 상기 음극(3), 상기 양극(5) 및 상기 세퍼레이터(7)가 상기 전해질에 함침되도록 함으로써 제조할 수 있다. 1 is an exploded perspective view of a lithium secondary battery 1 according to an embodiment of the present invention. 1, a lithium secondary battery 1 according to another embodiment of the present invention includes a
상기 음극(3) 및 양극(5)에는 전지 작용시 발생하는 전류를 집전하기 위한 도전성 리드 부재(10, 13)가 각기 부착될 수 있고, 상기 리드 부재(10, 13)는 각각 양극(5) 및 음극(3)에서 발생한 전류를 양극 및 음극 단자로 유도할 수 있다.
상기 양극(5)은 양극 활물질, 도전제 및 바인더를 혼합하여 양극 활물질 층 형성용 조성물을 제조한 후, 상기 양극 활물질 층 형성용 조성물을 알루미늄 포일 등의 양극 전류 집전체에 도포한 후 압연하여 제조할 수 있다.The
상기 양극 활물질로는 리튬의 가역적인 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물(리티에이티드 인터칼레이션 화합물)을 사용할 수 있다. 구체적으로는 하기 화학식 3으로 표시되는 올리빈형 리튬 금속 화합물을 사용할 수 있다.As the cathode active material, a compound capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium (a lithiated intercalation compound) can be used. Specifically, an olivine-type lithium metal compound represented by the following formula (3) can be used.
[화학식 3](3)
LixMyM'zXO4-wYw Li x M y M ' z XO 4-w Y w
(상기 화학식 3에서, 상기 M 및 M'은 각각 독립적으로 Fe, Ni, Co, Mn, Cr, Zr, Nb, Cu, V, Mo, Ti, Zn, Al, Ga, Mg, B 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소이고, 상기 X는 P, As, Bi, Sb, Mo 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소이며, 상기 Y는 F, S 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소이고, 0<x≤1, 0<y≤1, 0<z≤1, 0<x+y+z≤2이고, 0≤w≤0.5이다.)M and M 'are independently Fe, Ni, Co, Mn, Cr, Zr, Nb, Cu, V, Mo, Ti, Zn, Al, Ga, Mg, B, And X is an element selected from the group consisting of P, As, Bi, Sb, Mo, and combinations thereof, and Y is selected from the group consisting of F, S, and combinations thereof 0 <x? 1, 0 <y? 1, 0 <z? 1, 0 <x + y + z? 2, and 0? W?
상기 화합물 중에서도 전지의 용량 특성 및 안정성을 높일 수 있다는 점에서 LiCoO2, LiMnO2, LiMn2O4, LiNiO2, LiNixMn(1-x)O2(단, 0<x<1), LiMlxM2yO2(단, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1, M1 및 M2은 각각 독립적으로 Al, Sr, Mg 및 La로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이다) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.Among these compounds, LiCoO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 , LiNi x Mn (1-x) O 2 (where 0 <x <1) and LiM lx M 2y O 2 (However, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x + y≤1 , M 1 and M 2 is one selected from the group consisting of Al, Sr, Mg and La are each independently One), and a mixture thereof.
상기 음극(3)은 상기 양극(5)과 마찬가지로 음극 활물질, 바인더 및 선택적으로 도전제를 혼합하여 음극 활물질 층 형성용 조성물을 제조한 후, 이를 구리 포일 등의 음극 전류 집전체에 도포하여 제조할 수 있다.The
상기 음극 활물질로는 리튬의 가역적인 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물을 사용할 수 있다. 상기 음극 활물질의 구체적인 예로는 인조흑연, 천연흑연, 흑연화 탄소섬유, 비정질탄소 등의 탄소질 재료를 사용할 수 있다. 또한, 상기 탄소질 재료 이외에, 리튬과 합금화가 가능한 금속질 화합물, 또는 금속질 화합물과 탄소질 재료를 포함하는 복합물도 음극 활물질로 사용할 수 있다.As the negative electrode active material, a compound capable of reversible intercalation and deintercalation of lithium may be used. Specific examples of the negative electrode active material include carbonaceous materials such as artificial graphite, natural graphite, graphitized carbon fiber and amorphous carbon. Further, in addition to the carbonaceous material, a compound including a metallic compound capable of alloying with lithium or a metallic compound and a carbonaceous material may be used as the negative electrode active material.
상기 리튬과 합금화가 가능한 금속으로는, Si, Al, Sn, Pb, Zn, Bi, In, Mg, Ga, Cd, Si합금, Sn합금 그리고 Al합금 중 적어도 어느 하나가 사용될 수 있다. 또한, 상기 음극 활물질로서 금속 리튬 박막을 사용할 수도 있다.At least one of Si, Al, Sn, Pb, Zn, Bi, In, Mg, Ga, Cd, Si alloys, Sn alloys and Al alloys may be used as the metal capable of being alloyed with lithium. Further, a metal lithium thin film may be used as the negative electrode active material.
상기 음극 활물질로는 안정성이 높다는 면에서 결정질 탄소, 비결정질 탄소, 탄소 복합체, 리튬 금속, 리튬을 포함하는 합금 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.As the negative electrode active material, any one selected from the group consisting of crystalline carbon, amorphous carbon, carbon composite, lithium metal, lithium-containing alloy, and mixtures thereof may be used in view of high stability.
한편, 상기 전해질은 앞서 전해질에 관한 부분에서 기재한 바와 같으므로 그 기재를 생략한다. 상기 리튬 이차 전지는 통상의 방법에 의하여 제조될 수 있는 바, 본 명세서에서 상세한 설명은 생략한다. 본 실시예에서는 파우치형 리튬 이차 전지를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 기술이 파우치형 리튬 이차 전지로 한정되는 것은 아니며, 전지로서 작동할 수 있으면 어떠한 형상으로도 가능할 수 있다.On the other hand, since the electrolyte is the same as described above with respect to the electrolyte, the description thereof will be omitted. Since the lithium secondary battery can be manufactured by a conventional method, a detailed description thereof will be omitted herein. Although the pouch type lithium secondary battery is described as an example in the present embodiment, the present invention is not limited to the pouch type lithium secondary battery, and any shape can be used as long as it can operate as a battery.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지는 낮은 DC-IR 특성, 높은 고온 저장 특성, 그리고 향상된 출력 특성을 발휘할 수 있어, 빠른 충전 속도가 요구되는 휴대전화, 노트북 컴퓨터, 디지털 카메라, 캠코더 등의 휴대용 기기나, 하이브리드 전기자동차(hybrid electric vehicle, HEV), 플러그인 하이브리드 전기자동차(plug-in HEV, PHEV) 등의 전기 자동차 분야, 그리고 중대형 에너지 저장 시스템에 유용할 수 있다.As described above, the lithium secondary battery including the electrolyte according to the embodiment of the present invention can exhibit low DC-IR characteristics, high-temperature storage characteristics, and improved output characteristics, It can be useful for portable devices such as computers, digital cameras, camcorders, electric vehicles such as hybrid electric vehicles (HEV), plug-in hybrid electric vehicles (HEV, PHEV) have.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
[제조예 1: 전해질 및 리튬이차전지의 제조][Preparation Example 1: Preparation of electrolyte and lithium secondary battery]
하기 표 1과 같은 조성으로, 실시예 및 비교예에 따른 각각의 전해질을 제조하였다.Each of the electrolytes according to Examples and Comparative Examples was prepared with the composition shown in Table 1 below.
한편, 양극으로는 양극 활물질로 LiCoO2, 도전제로 카본블랙(carbon black), 바인더로 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride, PVDF), 용매로 n-메틸-2-피롤리돈(n-methyl-2-pyrrolidone, NMP)를 혼합하여 제조한 슬러리를 알루미늄(Al) 기재에 코팅하여 제조한 것을 사용하였다. 또한, 음극으로는 인조흑연인 MCMB(mesocarbon microbead)와 카본블랙(carbon black), 바인더로 PVDF를, 용매로는 NMP를 혼합하여 제조한 슬러리를 구리(Cu) 기재에 코팅하여 제조한 것을 사용하였다.On the other hand, LiCoO 2 as a cathode active material, carbon black as a conductive agent, polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder, n-methyl-2-pyrrolidone as a solvent, 2-pyrrolidone, NMP) was coated on an aluminum (Al) substrate. As the negative electrode, a slurry prepared by mixing MCFC (mesocarbon microbead) and carbon black, PVDF as a binder, and NMP as a solvent was coated on a copper (Cu) substrate, .
상기 제조된 전해질과 양극 및 음극을 이용하여 알루미늄 파우치 형태(Al-pouch type)의 리튬 이차 전지를 제조하였다.An Al-pouch type lithium secondary battery was fabricated using the electrolyte prepared above, the positive electrode and the negative electrode.
(wt%)additive
(wt%)
(wt%)Sum
(wt%)
(wt%)Additive 1
(wt%)
(wt%)Additive 2
(wt%)
(wt%)Sum
(wt%)
+
Add.2(1)Add.1 (1)
+
Add.2 (1)
+
Add.2(1)Add.1 (1)
+
Add.2 (1)
1) EC: 에틸렌카보네이트1) EC: ethylene carbonate
2) DEC: 디에틸카보네이트2) DEC: Diethyl carbonate
3) LiFSI: 리튬 비스(플루오로술포닐)이미드3) LiFSI: Lithium bis (fluorosulfonyl) imide
4) Add.1: 리튬 디플루오로(비스옥살레이토)포스페이트4) Add.1: Lithium difluoro (bisoxalate) phosphate
5) Add.2: 1,3-프로펜 술톤5) Add.2: 1,3-Propenesultone
[실험예 1: 제조된 전해질의 특성 평가][Experimental Example 1: Characteristic evaluation of the produced electrolyte]
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 전해질에 대하여 그 특성을 평가하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The properties of the electrolytes prepared in the Examples and Comparative Examples were evaluated and the results are shown in Table 2 below.
하기 표 2에서 각각의 특성은 다음과 같은 방법을 통하여 측정하였다.In Table 2, the respective characteristics were measured by the following methods.
1) 전자 밀도(Φ*Φ): 랭뮤어 탐침을 이용하여 측정하였다.1) Electron density (Φ * Φ): Measured using Langmuir probe.
2) 리튬 이온 전이수: EIS(Electrochemical impedance spectroscopy) 측정 방법을 통하여 측정하였다. 구체적으로 하기 수학식 3을 통해 상기 리튬 이온 전이수를 계산할 수 있다. 다만, IoRo와 IssRss는그 값이 무시할 정도로 비슷해 Iss/Io를 통해 계산할 수 있다. 이때, DC polarization 유도는 10mv를 current값이 안정화 될 때까지 인가하였다.2) Lithium-ion transfer coefficient: Measured by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurement method. Specifically, the lithium ion transfer coefficient can be calculated by the following equation (3). However, I o R o and I ss R ss are negligible and can be calculated through I ss / I o . At this time, DC polarization induction was applied at 10 mV until the current value stabilized.
[수학식3]&Quot; (3) "
t+=ISS(△V-IoRo) / Io(△V-ISSRSS)t + = I SS (? VI o R o ) / I o (? VI SS R SS )
t+ = 리튬 이온 전이수, Io = 분극 전 전류, Iss= 분극 후 전류t + = lithium ion transference number, I o = I polarization current, Iss = after polarization current
3) 상온 수명(%): 4.2V 충전 후 2.7V 방전을 반복적으로 수행해 300 사이클(cycle) 방전 용량을 상온(25℃) 조건에서 측정하였다.3) Normal temperature service life (%): After charging 4.2V, 2.7V discharging was repeatedly performed, and 300 cycle discharge capacity was measured at room temperature (25 ° C).
4) 출력 저항 증가율(%): 4.2V 충전 후 EIS(Electrochemical impedance spectroscopy) 측정 방법을 이용하여 저항값을 구하였다.4) Output resistance increase rate (%): The resistance value was obtained after charging 4.2 V by using an electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurement method.
5) 스웰링 발생 유무: 4.2V로 충전하고, 60℃에서 4주 동안 저장한 후, 전지의 부풀림 여부를 측정하였다.5) Presence or absence of swelling: After charging at 4.2 V and storing at 60 캜 for 4 weeks, swelling of the battery was measured.
6) 고온 수명(%): 4.2V 충전 후 2.7V 방전을 반복적으로 수행해 300 사이클(cycle) 방전 용량을 고온(45℃) 조건에서 측정하였다.6) High temperature service life (%): 4.2V After charging, 2.7V discharge was repeatedly performed, and 300 cycle discharge capacity was measured under high temperature (45 ° C) condition.
7) 고온 회복 용량(%): 4.2V로 충전하고, 60℃에서 4주 동안 저장한 후, 전지의 남아 있는 방전 용량을 측정하였다.7) High Temperature Recovery Capacity (%): After charging at 4.2V and storing at 4O < 0 > C for 4 weeks, the remaining discharge capacity of the battery was measured.
발생유무Swelling
Occurrence
상기 표 2를 참조하면, 상기 비교예 2는 상기 리튬 비스(플루오로술포닐)이미드를 상기 제 1 전해질 시스템에 직접 첨가하는 경우로서, 그 전자 밀도 값은 약 1.98 내지 2.21 Φ*Φ이고, 그 하한 값이 상기 제 1 전해질 시스템의 전자 밀도 값의 하한 값의 -10% 넘게 차이가 나고, 그 상한 값도 상기 제 1 전해질 시스템의 전자 밀도 값의 상한 값의 -10% 넘게 차이가 난다. 이 경우 상기 전해질은 상기 수명 및 출력 특성의 향상도 미미한 수준이며, 상기 제 1 전해질 시스템에 비하여 상기 리튬 이온 전이수가 현저하게 저하되는 결과가 발생함을 알 수 있다.Referring to Table 2, Comparative Example 2 is a case where the lithium bis (fluorosulfonyl) imide is added directly to the first electrolyte system, and its electron density value is about 1.98 to 2.21? *? The lower limit value thereof is different by more than -10% of the lower limit value of the electron density value of the first electrolyte system and the upper limit value thereof is more than -10% of the upper limit value of the electron density value of the first electrolyte system. In this case, the improvement of the lifetime and the output characteristics of the electrolyte is also insignificant, and the lithium ion transition number is remarkably lowered compared to the first electrolyte system.
반면, 상기 사슬형 카보네이트 용매에 상기 리튬 비스(플루오로술포닐)이미드와 함께 상기 리튬 디플루오로(비스옥살레이토)포스페이트를 포함하는 상기 비교예 3의 전해질의 전자 밀도 값은 약 2.27 내지 2.59 Φ*Φ로서, 그 하한 값이 상기 제 1 전해질 시스템의 전자 밀도 값의 하한 값의 ±10% 이내이고, 그 상한 값도 상기 제 1 전해질 시스템의 전자 밀도 값의 상한 값의 ±10% 이내이다. 이 경우 상기 비교예 1의 전해질과 상기 비교예 3의 전해질을 혼합한 상기 참고예 1의 전해질은 상기 수명 및 출력 특성이 향상될 뿐만 아니라, 상기 리튬 이온 전이수가 저하되지 않는다.On the other hand, the electron density value of the electrolyte of Comparative Example 3 including the lithium bis (fluorosulfonyl) imide and the lithium difluoro (bis oxalate) phosphate in the chain carbonate solvent was about 2.27 to 2.59 Φ * Φ, wherein the lower limit value is within ± 10% of the lower limit value of the electron density value of the first electrolyte system, and the upper limit value is within ± 10% of the upper limit value of the electron density value of the first electrolyte system . In this case, the electrolyte of Reference Example 1 in which the electrolyte of Comparative Example 1 and the electrolyte of Comparative Example 3 are mixed not only improves the life and output characteristics, but also does not lower the lithium ion transition water.
또한, 상기 사슬형 카보네이트 용매에 상기 리튬 비스(플루오로술포닐)이미드와 함께 상기 리튬 디플루오로(비스옥살레이토)포스페이트 및 상기 1,3-프로펜 술톤을 포함하는 상기 비교예 4의 전해질의 전자 밀도 값은 약 2.33 내지 2.67 Φ*Φ로서, 그 하한 값이 상기 제 1 전해질 시스템의 전자 밀도 값의 하한 값의 ±10% 이내이고, 그 상한 값도 상기 제 1 전해질 시스템의 전자 밀도 값의 상한 값의 ±10% 이내이다. 이 경우 상기 비교예 1의 전해질과 상기 비교예 4의 전해질을 혼합한 상기 실시에 1의 전해질은 상기 수명 및 출력 특성이 더욱 향상될 뿐만 아니라, 상기 고온 특성도 향상되는 예상치 못한 효과를 얻었다.The electrolyte solution of Comparative Example 4 containing the lithium difluoro (bisoxalate) phosphate and the 1,3-propanesultone with the lithium bis (fluorosulfonyl) imide in the chain carbonate solvent Wherein the lower limit value is within +/- 10% of the lower limit value of the electron density value of the first electrolyte system, and the upper limit value is also within the range of the electron density value of the first electrolyte system < RTI ID = 0.0 & Within ± 10% of the upper limit value. In this case, the electrolyte of Example 1 in which the electrolyte of Comparative Example 1 and the electrolyte of Comparative Example 4 were mixed has an unexpected effect that not only the lifetime and output characteristics are improved, but also the high temperature characteristics are improved.
즉, 상기 제 2 전해질 시스템의 전자 밀도 값의 상한 값 및 하한 값이 각각 상기 제 1 전해질 시스템의 전자 밀도 값의 상한 값 및 하한 값의 ±10% 이내, 바람직하게는 ±5% 이내, 즉 상기 제 2 전해질 시스템의 전자 밀도 값이 상기 제 1 전해질 시스템의 전자 밀도 값과 유사할수록, 이들 두 전해질 시스템의 혼합시 상기 리튬 이온 전이수의 저하를 방지할 수 있음을 알 수 있다.That is, the upper limit value and the lower limit value of the electron density value of the second electrolyte system are respectively within ± 10%, preferably within ± 5% of the upper limit value and the lower limit value of the electron density value of the first electrolyte system, It can be seen that as the electron density value of the second electrolyte system is similar to the electron density value of the first electrolyte system, the lowering of the lithium ion transition number can be prevented when these two electrolyte systems are mixed.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.
1 : 리튬 이차 전지
3 : 음극 5 : 양극
7 : 세퍼레이터 9 : 전극 조립체
10, 13 : 리드 부재 15 : 케이스1: Lithium secondary battery
3: cathode 5: anode
7: separator 9: electrode assembly
10, 13: lead member 15: case
Claims (13)
사슬형 카보네이트계 용매, 리튬 비스(플루오로술포닐)이미드(Lithium bis(fluorosulfonyl)imide), 리튬 디플루오로(비스옥살레이토)포스페이트(Lithium difluoro(bisoxalato)phosphate) 및 1,3-프로펜 술톤(1,3-propene sultone)을 포함하는 제 2 전해질 시스템
을 포함하는 전해질.A first electrolyte system comprising a cyclic carbonate-based solvent and LiPF 6 , and
(Lithium bis (fluorosulfonyl) imide), lithium difluoro (bisoxalato) phosphate, and 1,3-propene A second electrolyte system comprising a sultone (1,3-propene sultone)
≪ / RTI >
상기 제 2 전해질 시스템은 상기 제 1 전해질 시스템 100 중량부에 대하여 5 내지 50 중량부로 포함되는 것인 전해질.The method according to claim 1,
Wherein the second electrolyte system is included in an amount of 5 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the first electrolyte system.
상기 제 1 전해질 시스템은 상기 제 1 전해질 시스템 전체를 기준으로 상기 LiPF6를 6 내지 30 중량%로 포함하는 것인 전해질.The method according to claim 1,
Wherein the first electrolyte system comprises 6 to 30% by weight of the LiPF 6 based on the entire first electrolyte system.
상기 제 2 전해질 시스템은 상기 제 2 전해질 시스템 전체를 기준으로 상기 리튬 비스(플루오로술포닐)이미드를 0.1 내지 10 중량%로 포함하는 것인 전해질.The method according to claim 1,
Wherein the second electrolyte system comprises 0.1 to 10% by weight of the lithium bis (fluorosulfonyl) imide based on the total of the second electrolyte system.
상기 제 2 전해질 시스템은 상기 제 2 전해질 시스템 전체를 기준으로 상기 리튬 디플루오로(비스옥살레이토)포스페이트를 0.1 내지 10 중량%로 포함하는 것인 전해질.The method according to claim 1,
Wherein the second electrolyte system comprises the lithium difluoro (bis oxalate) phosphate in an amount of 0.1 to 10 wt% based on the entire second electrolyte system.
상기 제 2 전해질 시스템은 상기 제 2 전해질 시스템 전체를 기준으로 상기 1,3-프로펜 술톤을 0.1 내지 10 중량%로 포함하는 것인 전해질.The method according to claim 1,
Wherein the second electrolyte system comprises 0.1 to 10% by weight of the 1,3-propanesultone based on the total of the second electrolyte system.
상기 제 1 전해질 시스템의 전자 밀도 값은 2.32 내지 2.64 Φ*Φ인 것인 전해질.The method according to claim 1,
Wherein the first electrolyte system has an electron density value of 2.32 to 2.64? *?.
상기 제 2 전해질 시스템의 전자 밀도 값의 상한 값 및 하한 값이 각각 상기 제 1 전해질 시스템의 전자 밀도 값의 상한 값 및 하한 값의 ±10% 이내인 것인 전해질.8. The method of claim 7,
Wherein an upper limit value and a lower limit value of an electron density value of the second electrolyte system are within ± 10% of an upper limit value and a lower limit value of an electron density value of the first electrolyte system, respectively.
상기 제 2 전해질 시스템의 전자 밀도 값은 2.28 내지 2.64 Φ*Φ인 것인 전해질.9. The method of claim 8,
Wherein the second electrolyte system has an electron density value of 2.28 to 2.64? *?.
상기 전해질의 전자 밀도 값은 2.36 내지 2.79 Φ*Φ인 것인 전해질.The method according to claim 1,
Wherein the electrolyte has an electron density value of 2.36 to 2.79? *?.
상기 환형 카보네이트계 용매는 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 부틸렌카보네이트, 플루오로에틸렌카보네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 포함하는 것인 전해질.The method according to claim 1,
Wherein the cyclic carbonate-based solvent comprises any one selected from the group consisting of ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, fluoroethylene carbonate, and mixtures thereof.
상기 사슬형 카보네이트계 용매는 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 디프로필카보네이트, 메틸프로필카보네이트, 에틸프로필카보네이트, 메틸에틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 포함하는 것인 전해질.The method according to claim 1,
Wherein the chain carbonate-based solvent includes any one selected from the group consisting of dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dipropyl carbonate, methylpropyl carbonate, ethylpropyl carbonate, methyl ethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, Electrolyte.
상기 양극과 대향 배치되며, 음극 활물질을 포함하는 음극, 그리고
상기 제1항에 따른 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지.An anode including a cathode active material,
A negative electrode disposed opposite to the positive electrode and including a negative electrode active material, and
A lithium secondary battery comprising the electrolyte according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150165907A KR20170061024A (en) | 2015-11-25 | 2015-11-25 | Electrolyte and lithium secondary battery with the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150165907A KR20170061024A (en) | 2015-11-25 | 2015-11-25 | Electrolyte and lithium secondary battery with the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20170061024A true KR20170061024A (en) | 2017-06-02 |
Family
ID=59222598
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020150165907A KR20170061024A (en) | 2015-11-25 | 2015-11-25 | Electrolyte and lithium secondary battery with the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20170061024A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020197278A1 (en) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | 주식회사 엘지화학 | Lithium secondary battery |
-
2015
- 2015-11-25 KR KR1020150165907A patent/KR20170061024A/en unknown
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020197278A1 (en) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | 주식회사 엘지화학 | Lithium secondary battery |
US12046751B2 (en) | 2019-03-28 | 2024-07-23 | Lg Energy Solution, Ltd. | Lithium secondary battery |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3312929B1 (en) | Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same | |
KR102355697B1 (en) | Electrolyte and lithium secondary battery comprising the same | |
KR20160002315A (en) | Electrolyte and lithium secondary battery with the same | |
KR20160078071A (en) | Electrolyte and lithium secondary battery with the same | |
KR101921541B1 (en) | Electrolyte and lithium secondary battery with the same | |
KR20150032138A (en) | Electrolyte and lithium secondary battery comprising the same | |
KR20170061030A (en) | Electrolyte and lithium secondary battery with the same | |
KR20170061028A (en) | Electrolyte and lithium secondary battery with the same | |
KR101921528B1 (en) | Electrolyte and lithium secondary battery with the same | |
KR20160006097A (en) | Electrolyte and lithium secondary battery with the same | |
KR20160002313A (en) | Electrolyte and lithium secondary battery with the same | |
KR20150032140A (en) | Electrolyte and lithium secondary battery comprising the same | |
KR20170061024A (en) | Electrolyte and lithium secondary battery with the same | |
KR20170061017A (en) | Electrolyte and lithium secondary battery with the same | |
KR20170060944A (en) | Electrolyte and lithium secondary battery with the same | |
KR20170060829A (en) | Electrolyte and lithium secondary battery with the same | |
KR101921543B1 (en) | Electrolyte and lithium secondary battery with the same | |
KR101921545B1 (en) | Electrolyte and lithium secondary battery with the same | |
KR101894403B1 (en) | Electrolyte and lithium secondary battery with the same | |
KR101921530B1 (en) | Electrolyte and lithium secondary battery with the same | |
KR101921533B1 (en) | Electrolyte and lithium secondary battery with the same | |
KR101921539B1 (en) | Electrolyte and lithium secondary battery with the same | |
KR20150032139A (en) | Electrolyte and lithium secondary battery comprising the same | |
KR20170061012A (en) | Electrolyte and lithium secondary battery with the same | |
KR20170061018A (en) | Electrolyte and lithium secondary battery with the same |