KR20180023570A - Electrolyte and Lithium ion batteries - Google Patents

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Abstract

The present invention provides an electrolyte containing two kinds of electrolyte additive and a lithium secondary battery comprising the same. A lithium secondary battery using an electrolyte containing an electrolyte additive according to the present invention is excellent in cycle life characteristics due to the combined use of a first additive and a second additive, and can prolong the life of the battery and increase discharging capability of the battery.

Description

전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 {Electrolyte and Lithium ion batteries}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrolyte and a lithium secondary battery including the same.

본 발명은 2종 전해액 첨가제를 포함하는 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 제1 첨가제와 제2 첨가제의 병용에 의하여 사이클 수명 특성이 우수하고, 전지의 수명을 연장시킬 수 있으며, 방전용량 증가 효과가 있는 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제공하는 것이다.The present invention relates to an electrolytic solution containing a second electrolyte additive and a lithium secondary battery comprising the same, and more particularly, to a lithium secondary battery comprising a first additive and a second additive, And to provide a lithium secondary battery including the electrolytic solution having an effect of increasing discharge capacity.

리튬 이차전지는 양극 및 음극 사이에 전해액을 넣어 리튬이온의 원활한 이동을 가능하게 하며, 양극 및 음극에서 삽입 및 탈리에 따른 산화 환원반응에 의해 전기가 생성 또는 소비된다.In the lithium secondary battery, an electrolyte is interposed between the positive electrode and the negative electrode to enable smooth movement of lithium ions, and electricity is generated or consumed by redox reaction caused by insertion and desorption in the positive electrode and negative electrode.

주로 휴대폰 등 모바일 IT 기기, 전동공구 등의 전원으로서 사용되고 있는 리튬 이차전지는 대용량화 기술이 발전함에 따라 자동차 및 에너지 저장 등의 용도로 사용이 확대되고 있다.Lithium secondary batteries, which are mainly used as power sources for mobile IT devices and power tools, such as mobile phones, are being used for applications such as automobiles and energy storage due to the development of large-capacity technologies.

이와 같은 응용분야의 확대 및 수요의 증가에 따라 기존의 소형전지에서 요구되는 특성보다 더욱 우수한 전지 성능과 안정성이 요구되고 있으며, 근래에서는 출력특성, 사이클특성, 보존특성, 피막특성 등의 전지특성을 개선하기 위해 전해액 구비 성분으로서 유기용매나 첨가제에 대한 다양한 검토가 이루어지고 있다.As such an application field is widened and demand is increased, battery performance and stability that are better than those required in conventional small batteries are required. In recent years, battery characteristics such as output characteristics, cycle characteristics, storage characteristics, Various investigations have been made on organic solvents and additives as components for electrolytic solution.

종래에는 전해액 첨가제를 포함하지 않거나 열악한 특성의 전해액 첨가제를 포함하는 전해액의 경우 불균일한 SEI 막의 형성으로 인해 저온 출력 특성의 향상을 기대하기 어려웠다. 더욱이, 전해액 첨가제를 포함하는 경우에도 그 투입량을 필요량으로 조절하지 못하는 경우, 상기 전해액 첨가제로 인해 고온 반응시 양극 표면이 분해되거나 전해액이 산화 반응을 일으켜 궁극적으로 이차 전지의 비가역 용량이 증가하고 출력 특성이 저하되는 문제가 있었다.It has been difficult to expect improvement in low-temperature output characteristics due to the formation of a non-uniform SEI film in the case of an electrolyte solution which does not contain an electrolyte additive or contains an electrolyte additive having poor characteristics. Further, even when the amount of the electrolyte additive is included, if the amount of the electrolyte additive can not be adjusted to the required amount, the surface of the anode may be decomposed or the oxidation reaction may occur at the high temperature due to the electrolyte additive, thereby ultimately increasing the irreversible capacity of the secondary battery, There is a problem in that it is lowered.

특허문헌 1: 한국 공개특허 제 2002-0088963호Patent Document 1: Korean Patent Publication No. 2002-0088963 특허문헌 2: 한국 공개특허 제2008-0034938호Patent Document 2: Korean Patent Publication No. 2008-0034938

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 사이클 수명 특성이 우수하고, 전지의 수명을 연장시킬 수 있으며, 방전용량 증가 효과가 있는 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide an electrolyte solution having excellent cycle life characteristics, prolonging the life of the battery, and increasing the discharge capacity, and a lithium secondary battery including the electrolyte solution.

본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.These and other objects of the present invention can be achieved by the present invention described below.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 비수성 유기용매; 리튬염; 제1 첨가제 및 제2 첨가제를 포함하는 전해액 첨가제;를 포함하되,In order to accomplish the above object, the present invention provides a nonaqueous organic solvent; Lithium salts; An electrolyte additive comprising a first additive and a second additive,

상기 제1 첨가제는 하기 화학식 1The first additive may be represented by the following general formula

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

(상기 화학식 1에서, 상기 R1, R3는 각각 독립적인 것으로서 수소 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이고, R2는 결합 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬렌으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이다.)로 표시되는 화합물이고, 상기 제2 첨가제는 테트라플루오로(옥살라토)인산리튬 (Lithium tetrafluoro(oxalato)phosphate; LiTFOP)인 것을 특징으로 하는 전해액을 제공한다.Wherein R 1 and R 3 are each independently selected from the group consisting of hydrogen or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms and R 2 is a bond or an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms) And the second additive is tetrafluoro (oxalato) lithium phosphate (lithium tetrafluoro (oxalato) phosphate; LiTFOP).

이와 같은 전해액에 따르면, 고용량이면서 초기 충방전 효율이 높고, 전지 내부에서의 가스발생도 종래 비수전해액 이차전지에 비해 안전성, 신뢰성이 높은 전해액이 된다. According to such an electrolytic solution, an electrolytic solution having a high capacity and a high initial charging / discharging efficiency, and a gas generation inside the cell also have higher safety and reliability than a conventional nonaqueous electrolyte secondary battery.

또한 본 발명은 양극; 음극; 세퍼레이터; 및 비수전해액을 포함하되, 상기 양극은 망간 스피넬계 활물질 또는 리튬 금속산화물이고, 상기 음극은 결정질 탄소, 비정질 탄소, 인조 흑연 및 천연 흑연으로 이루어진 군 중에서 선택되는 탄소계 음극 활물질이고, 상기 비수전해액은 전술한 전해액인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지를 제공한다.In addition, cathode; A separator; And a non-aqueous electrolyte, wherein the anode is a manganese spinel-based active material or a lithium metal oxide, and the cathode is a carbon-based anode active material selected from the group consisting of crystalline carbon, amorphous carbon, artificial graphite, and natural graphite, The present invention provides a lithium secondary battery characterized by being the above-described electrolyte.

이와 같이 전술한 전해액을 이용한 리튬 이차전지를 사용함으로써, 고용량이면서 초기 충방전 효율 및 사이클 특성이 우수하고, 또한 전지 내부에서의 가스발생을 저감할 수 있으므로 안전성, 신뢰성이 높은 리튬 이차전지로 제공할 수 있다. By using the lithium secondary battery using the above-described electrolyte solution, it is possible to provide a lithium secondary battery having high safety and high reliability because it has a high capacity, excellent initial charge / discharge efficiency and cycle characteristics, and can reduce gas generation inside the battery .

본 발명에 따르면 상온 및 고온 수명 특성이 우수하고, 전지의 수명을 연장시킬 수 있으며, 방전용량 증가 효과가 있는 전해액을 제공하는 것이다. 따라서 이를 이용하여 제조된 양극을 포함하는 리튬 이차전지의 경우 용량의 증대와 함께 우수한 전지의 수명 특성을 확보가 가능하다는 이점이 있다.According to the present invention, it is an object of the present invention to provide an electrolytic solution having excellent room temperature and high temperature service life characteristics, prolonging the life of the battery, and increasing the discharge capacity. Therefore, in the case of a lithium secondary battery including a positive electrode manufactured using the positive electrode, it is advantageous in that capacity can be increased and lifetime characteristics of an excellent battery can be secured.

이하 본 발명에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited thereto.

본 발명의 전해액은 비수성 유기용매; 리튬염; 제1 첨가제 및 제2 첨가제를 포함하는 전해액 첨가제;를 포함하되, 상기 제1 첨가제는 하기 화학식 1The electrolytic solution of the present invention includes a non-aqueous organic solvent; Lithium salts; And an electrolyte additive comprising a first additive and a second additive,

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

(상기 화학식 1에서, 상기 R1 및 R3는 각각 독립적인 것으로서 수소 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이거나, 바람직하게는 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 수소 또는 탄소수 1 내지 5이고, R2는 결합 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬렌이거나, 바람직하게는 결합 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌이며, 더욱 바람직하게는 결합 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다)로 표시되는 화합물이고, Wherein R 1 and R 3 are each independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms And R 2 is a bond or an alkylene having 1 to 20 carbon atoms, preferably a bond or an alkylene having 1 to 10 carbon atoms, more preferably a bond or an alkylene having 1 to 5 carbon atoms Lt; / RTI > may be the same or different,

상기 제2 첨가제는 테트라플루오로(옥살라토)인산리튬인 것을 특징으로 한다.And the second additive is tetrafluoro (oxalato) lithium phosphate.

상기 제1 첨가제는 전해액에 첨가제로 포함되어 리튬 이차전지를 구성할 경우 충방전 도중 양극에 유기 물질의 피막을 형성함으로써 종래에 비해 고용량이고, 전지 내부에서의 가스 발생량도 적어, 안전성, 신뢰성이 높은 이차전지로 제공할 수 있다. When the first additive is included as an additive in the electrolyte to constitute a lithium secondary battery, a coating of an organic material is formed on the anode during charging / discharging, so that the first additive has a higher capacity than conventional ones, And can be provided as a secondary battery.

구체적으로, 상기 제1 첨가제는 화학식 2 내지 4로 표시되는 화합물 중에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 45 ℃ 이상의 고온 하에서 탁월한 가수분해성을 갖고 리튬염이 HF로 분해되는 것을 효과적으로 제어할 수 있어 바람직하다.Specifically, the use of at least one selected from the compounds represented by the general formulas (2) to (4) is preferable as the first additive because it has excellent hydrolytic decomposability at a high temperature of 45 ° C or higher and can effectively control decomposition of the lithium salt into HF .

[화학식 2](2)

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 R4 및 R5는 각각 독립적인 것으로서 수소 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이거나, 바람직하게는 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 수소 또는 탄소수 1 내지 5일 수 있다.Each of R 4 and R 5 is independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably hydrogen or a carbon number of 1 to 5.

[화학식 3] (3)

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 R6은 수소 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이거나, 바람직하게는 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 수소 또는 탄소수 1 내지 5일 수 있으며, 화학식 2와 같지 않다.R 6 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably hydrogen or a carbon number of 1 to 5,

[화학식 4][Chemical Formula 4]

Figure pat00005
Figure pat00005

상기 R7 및 R8는 각각 독립적인 것으로서 수소 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이거나, 바람직하게는 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 수소 또는 탄소수 2 내지 5일 수 있다.R 7 and R 8 are each independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably hydrogen or a carbon number of 2 to 5.

상기 제1 첨가제는 다양한 공지 기술에 의해 제조할 수 있다. The first additive may be prepared by various known techniques.

구체적인 예로, 상기 제1 첨가제는 2-메틸-1,3-부타디엔, 2-?메틸-?1,5-헥사디엔? 및 2,3-디메틸-1,3-부타디엔 중에서 1종 이상 선택되는 것일 수 있다.As a specific example, the first additive may be 2-methyl-1,3-butadiene, 2-methyl-1,5-hexadiene, And 2,3-dimethyl-1,3-butadiene.

상기 제2 첨가제는 테트라플루오로(옥살라토)인산리튬을 사용할 수 있다. 상기 제2 첨가제로 사용되는 물질로서 시판 제품도 사용가능하나, 시판 제품의 경우 유독성뿐 아니라 전술한 제1 첨가제와의 상용성이 불량할 수 있어 리튬염, 일예로 이차전지에 통상 사용되는 LiPF6과 알킬실릴기를 함유하는 옥살산 화합물의 반응물로서 투입하는 것이 보다 바람직하다. The second additive may be tetrafluoro (oxalato) lithium phosphate. Commercial products may also be used as the second additive. In the case of commercial products, however, compatibility with the above-mentioned first additive may be poor as well as toxicity. Thus, lithium salts such as LiPF 6 And an oxalic acid compound containing an alkylsilyl group as a reaction product.

상기 알킬실릴기를 함유하는 옥살산 화합물은 반응물 내 잔류하더라도 본 발명의 전해액 내에서 반응성이 상이한 작용기를 갖는 규소 화합물로서, 알킬기는 유기물질로서 작용하고, 알킬실릴기의 규소(Si)는 무기 물질로서 반응하여 충방전 도중 양극 표면에 안정한 피막을 형성하여 전지의 수명 성능 향상에 일조할 수 있다. The oxysilane compound containing the alkylsilyl group is a silicon compound having a functional group having a different reactivity in the electrolyte solution of the present invention even if remaining in the reactant. The alkyl group acts as an organic substance and the silicon (Si) Thereby forming a stable film on the surface of the anode during charging and discharging, thereby contributing to an improvement in the lifetime performance of the battery.

상기 알킬실릴기를 함유하는 옥살산 화합물은 이에 한정하는 것은 아니나 하기 화학식 5로 표시되는 화합물을 사용하는 것이 전술한 유독성 및 제1 첨가제와의 상용성 측면을 고려할 때 바람직하다.The oxalic acid compound containing the alkylsilyl group is not limited thereto, but it is preferable to use the compound represented by the following general formula (5) in view of compatibility with the above-described toxicity and the first additive.

[화학식 5][Chemical Formula 5]

Figure pat00006
Figure pat00006

상기 화학식 5에서, 일례로 R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소 또는 C1-C6의 알킬기일 수 있다. In Formula 5, for example, R 1 , R 2, and R 3 may each independently be hydrogen or a C 1 -C 6 alkyl group.

다른 예로, 상기 R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소, 메틸 또는 에틸일 수 있다. In another example, R 1 , R 2 and R 3 may each independently be hydrogen, methyl or ethyl.

또 다른 예로, 상기 R1, R2 및 R3는 모두 메틸일 수 있다. As another example, R 1 , R 2, and R 3 may all be methyl.

구체적으로, 상기 반응물의 제조는 리튬염으로서 LiPF6에 대한 화학식 5로 표시되는 화합물(R1, R2 및 R3는 메틸)의 몰비가 1:0.90 내지 1:1.10일 수 있다. 상기 몰비를 벗어나면 리튬 테트라플루오로(옥살라토)인산염보다 리튬 디플루오로비스(옥살라토)인산염이 화학선택적으로 생성되게 되므로 바람직하지 않다. 일례로 상기 몰비가 1:1.10 초과 내지 1:1.90 미만의 범위에서는 리튬 디플루오로비스(옥살라토)인산염과 리튬 테트라플루오로(옥살라토)인산염의 혼합물이 생성되므로 바람직하지 않다. Specifically, the preparation of the reaction product may be such that the molar ratio of the compound represented by the general formula (5) to LiPF 6 as the lithium salt (R 1 , R 2 and R 3 is methyl) is 1: 0.90 to 1: 1.10. If the molar ratio is exceeded, lithium difluorobis (oxalato) phosphate is more chemically synthesized than lithium tetrafluoro (oxalato) phosphate, which is not preferable. For example, a mixture of lithium difluorobis (oxalato) phosphate and lithium tetrafluoro (oxalato) phosphate is formed in a range where the molar ratio is in the range of more than 1: 1.10 and less than 1: 1.90.

상기 반응은 20 내지 110℃의 범위 내에서 비수성 유기 용매 중에서 수행할 수 있다. The reaction can be carried out in a non-aqueous organic solvent within the range of 20 to 110 ° C.

상기 종류들에 포함된 유기 물질은 관능기인 산소원자가 탄소재질의 양극 표면에 안정한 유기층의 SEI 피막을 형성할 수 있으며, 무기 물질로서 관능기인 Si는 무기층의 SEI 피막을 형성하여 전해액 상에 존재하는 금속 이온들의 양극 표면에의 융착을 방지하여 전지의 수명 특성을 향상시킬 수 있어 고온 환경하에서 보다 안정하게 SEI 피막을 형성할 수 있다.The organic substance contained in the above-mentioned species can form an SEI coating of a stable organic layer on the anode surface of a carbon material with an oxygen atom as a functional group, and Si, which is a functional group, as an inorganic substance forms an SEI coating of the inorganic layer, It is possible to prevent fusion of the metal ions to the surface of the positive electrode to improve lifetime characteristics of the battery and to form a SEI film more stably in a high temperature environment.

예를 들어, 고온 상태에서 일정시간 유지되었을 경우 종래 LiPF6의 리튬염은 하기와 같은 반응식 1 및 2에 따라 분해되어 HF를 발생시킨다.For example, when maintained at a high temperature for a certain time, the lithium salt of conventional LiPF 6 decomposes according to the following reaction formulas 1 and 2 to generate HF.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

LiPF6 → LiF + PF5 LiPF 6 → LiF + PF 5

[반응식 2][Reaction Scheme 2]

PF5 + H2O → 2HF + OPF3 PF 5 + H 2 O - > 2HF + OPF 3

상기와 같은 리튬염의 분해에 의해 발생된 HF로 인해 양극 활물질에 포함된 금속의 용출 및 양극 표면에서의 금속 이온의 석출 현상이 계속 일어나게 되어 전위의 상승으로 전극 사이클이 퇴화할 수 있는데, 본 발명의 전해액 첨가제는 반응식 2에 따른 반응이 일어나기 전에 가수분해되는 특성에 의해 PF5의 분해 반응을 억제시켜 전해액에 포함된 리튬염의 고온 안정성을 높이고, 이차전지의 방전 용량의 감소 현상을 억제할 수 있게 된다. Due to the HF generated by the decomposition of the lithium salt as described above, the elution of the metal contained in the cathode active material and the precipitation of metal ions on the surface of the anode continue to occur, and the electrode cycle may be degraded due to the increase of the potential. The electrolytic solution additive can suppress the decomposition reaction of PF 5 by the property of being hydrolyzed before the reaction according to the reaction formula 2, thereby enhancing the high-temperature stability of the lithium salt contained in the electrolytic solution and suppressing the decrease of the discharge capacity of the secondary battery .

일례로, 상기 제1 첨가제와 상기 제2 첨가제를 0.2 : 1 내지 2 : 1 중량비로 사용할 수 있고, 보다 바람직하게는 0.2 : 1 내지 1 : 1, 또는 1 : 1 내지 2:1 중량비로 사용할 수 있고, 상기 범위 내에서 초기용량 및 사이클 수명이 우수하고, 전반적인 수명 유지율의 하락을 억제하는 효과가 있다.For example, the first additive and the second additive can be used in a weight ratio of 0.2: 1 to 2: 1, more preferably 0.2: 1 to 1: 1, or 1: 1 to 2: And has an excellent initial capacity and cycle life within the above range, and has an effect of suppressing a decrease in the overall life-time maintenance rate.

또 다른 일례로, 상기 제1 첨가제와 상기 제2 첨가제는 리튬염과 비수성 유기용매의 전해액 100 중량부에 대하여 총량 0.1 내지 10 중량부로 포함될 수 있고, 바람직하게는 총량 0.3 내지 7 중량부로 포함될 수 있으며, 보다 바람직하게는 총량 0.5 내지 5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서 전해액 첨가제를 포함한 효과 및 충방전 효율의 증가 효과가 뛰어나다.As another example, the first additive and the second additive may be included in a total amount of 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.3 to 7 parts by weight, based on 100 parts by weight of the electrolytic solution of the lithium salt and the non-aqueous organic solvent , And more preferably 0.5 to 5 parts by weight in total. The effect including the electrolyte additive and the effect of increasing the charge / discharge efficiency are excellent within the above range.

본 발명의 전해액에 포함될 수 있는 리튬염은 일례로 LiPF6, LiClO4, LiAsF6, LiSbF6, LiAl04, LiAlCl4, LiCF3SO3, LiC4F9SO3, LiN(C2F5SO3)2, LiN(C2F5SO2)2, LiN(CF3SO2)2, LiN(CaF2a+1SO2)(CbF2b+1SO2)(단, a 및 b는 자연수임), LiCl, LiI 및 LiB(C2O4)2로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 LiPF6을 이용할 수 있다. Examples of the lithium salt that can be included in the electrolyte solution of the present invention include LiPF 6 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiAlO 4 , LiAlCl 4 , LiCF 3 SO 3 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiN (C 2 F 5 SO 3 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2, LiN (CaF 2a + 1 SO 2 ) (C b F 2b + 1 SO 2 ) , LiCl, LiI, and LiB (C 2 O 4 ) 2 , and preferably LiPF 6 can be used.

일례로 상기 리튬염은 상기 비수전해액 내에 0.6M 내지 2.0M 또는 0.7M 내지 1.6M의 농도로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 전해액의 전도도가 높아 전해액 성능이 우수하고, 전해액의 점도가 낮아 리튬 이온의 이동성이 우수한 효과가 있다.For example, the lithium salt may be contained in the non-aqueous electrolyte at a concentration of 0.6M to 2.0M or 0.7M to 1.6M, and the electrolytic solution has a high conductivity in the range, and the viscosity of the electrolyte is low, There is an effect of excellent mobility.

상기 전해액은 일례로 25 ℃ 조건 하에 리튬 이온 전도도가 0.3 S/m 이상, 또는 0.3 내지 10 S/m일 수 있으며, 상기 범위 내에서 리튬 이차전지의 사이클 수명 특성이 더욱 향상될 수 있다.The electrolyte solution may have a lithium ion conductivity of 0.3 S / m or 0.3 SIMILAR 10 S / m under 25 DEG C, for example, and the cycle life characteristics of the lithium secondary battery may be further improved within the above range.

또한, 상기 전해액에 포함될 수 있는 비수성 유기용매는 전지의 충방전 과정에서 산화 반응 등에 의한 분해가 최소화될 수 있고, 첨가제와 함께 목적하는 특성을 발휘할 수 있는 것이라면 제한이 없고, 예를 들어 카보네이트계 화합물, 프로피오네이트계 화합물 등일 수 있다. 이들은 단독으로 사용될 수 있고, 2종 이상이 조합되어 사용될 수 있다.The non-aqueous organic solvent which can be contained in the electrolyte solution is not limited as long as it can minimize decomposition due to oxidation reaction during charging and discharging of the battery and can exhibit desired properties together with the additives. For example, Compounds, propionate compounds, and the like. These may be used alone, or two or more of them may be used in combination.

상기 비수성 유기 용매들 중 카보네이트계 화합물의 유기 용매로서는, 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디프로필 카보네이트(DPC), 메틸프로필 카보네이트(MPC), 에틸프로필 카보네이트(EPC), 메틸에틸 카보네이트(MEC), 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC) 및 비닐렌 카보네이트(VC)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있다. Examples of the organic solvent of the carbonate compound in the non-aqueous organic solvents include dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), methyl propyl carbonate (MPC), ethyl propyl carbonate And may be any one selected from the group consisting of ethyl carbonate (MEC), ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC) and vinylene carbonate (VC) or a mixture of two or more thereof.

상기 카보네이트계 용매 중에서도 보다 바람직하게는 전지의 충방전 성능을 높일 수 있는 높은 이온전도도를 갖는 고유전율의 카보네이트계 유기 용매와, 상기 고유전율의 유기 용매의 점도를 적절하게 조절할 수 있는 점도가 낮은 카보네이트계 유기 용매를 혼합하여 사용하는 것이 바람직할 수 있다. Among the carbonate-based solvents, more preferred is a carbonate-based organic solvent having a high ionic conductivity capable of improving the charge-discharge performance of the battery, and a carbonate having a viscosity low enough to suitably control the viscosity of the organic solvent having the high- Based organic solvent may be mixed and used.

구체적으로 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 고유전율의 유기 용매와, 에틸메틸카보네이트, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 저점도의 유기 용매를 혼합하여 사용할 수 있다. Specifically, an organic solvent having a high dielectric constant selected from the group consisting of ethylene carbonate, propylene carbonate, and mixtures thereof, and an organic solvent having a low viscosity selected from the group consisting of ethylmethyl carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, Can be mixed and used.

보다 더 바람직하게는 상기 고유전율의 유기 용매와 저점도의 유기 용매를 2:8 내지 8:2의 부피비 또는 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 좋으며, 보다 구체적으로 에틸렌카보네이트 또는 프로필렌카보네이트; 에틸메틸카보네이트; 그리고 디메틸카보네이트 또는 디에틸카보네이트를 5:1:1 내지 2:5:3의 부피비 또는 중량비로 혼합하여 사용할 수 있으며, 바람직하게는 3:5:2의 부피비 또는 중량비로 혼합하여 사용할 수 있다.More preferably, the organic solvent having a high dielectric constant and the organic solvent having a low viscosity are mixed in a volume ratio or weight ratio of 2: 8 to 8: 2, and more specifically, ethylene carbonate or propylene carbonate; Ethyl methyl carbonate; And dimethyl carbonate or diethyl carbonate may be mixed in a volume ratio or weight ratio of 5: 1: 1 to 2: 5: 3, preferably 3: 5: 2 by volume or weight ratio.

상기 카보네이트계 화합물은 일례로 에틸렌카보네이트(EC) 10 내지 30 중량%, 또는 15 내지 25 중량%, 플루오로에틸렌카보네이트(FEC) 0 내지 30 중량%, 또는 1 내지 10 중량%, 에틸메틸카보네이트(EMC) 10 내지 50 중량%, 또는 25 내지 40 중량% 및 디에틸카보네이트(DEC) 10 내지 40 중량%, 또는 20 내지 30 중량%로 혼합하여 이용할 수 있다. Examples of the carbonate compound include 10 to 30% by weight or 15 to 25% by weight of ethylene carbonate (EC), 0 to 30% by weight or 1 to 10% by weight of fluoroethylene carbonate (FEC) ), 10 to 50 wt%, or 25 to 40 wt%, and diethyl carbonate (DEC) 10 to 40 wt%, or 20 to 30 wt%.

상기 유기용매는 일례로 유전율이 3 내지 90 ε인 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 유전율이 3 내지 90 ε인 것을 사용할 수 있다. 상기 범위 내일 경우 전지의 사이클 수명 특성이 더욱 향상될 수 있다.The organic solvent may be one having a dielectric constant of 3 to 90 epsilon, preferably having a dielectric constant of 3 to 90 epsilon. Within the above range, the cycle life characteristics of the battery can be further improved.

상기 전해액은 상기 전해액 구성 성분들 외에도 전지의 수명특성 향상, 전지 용량 감소 억제, 전지의 방전 용량 향상 등을 목적으로 일반적으로 전해액에 사용될 수 있는 첨가제(이하, '기타 첨가제'라 함)를 더 포함할 수 있다.The electrolytic solution further includes an additive (hereinafter referred to as "other additive") which can be generally used for electrolytic solution for the purpose of improving lifetime characteristics of the battery, suppressing reduction in battery capacity, improving discharge capacity of the battery, etc. can do.

상기 기타 첨가제는 일례로 메탈플루오라이드(metal fluoride)일 수 있고, 상기 메탈플로라이드를 상기 기타 첨가제로 더 포함하는 경우에는 양극 활물질 주변에서 생성되는 산에 의한 영향력을 감소시키고, 양극 활물질과 전해액의 반응을 억제하여, 전지의 용량이 급격하게 줄어드는 현상을 개선할 수 있다.The other additives may be, for example, metal fluoride. When the metal fluoride is further included as the other additives, the influence of acid generated in the vicinity of the cathode active material is reduced, and the effect of the cathode active material and the electrolyte The reaction can be suppressed and the phenomenon that the capacity of the battery is sharply reduced can be improved.

상기 메탈플로라이드는 구체적으로, 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, ZrF4, NbF5, SbF5, TaF5, BiF5, MoF6, ReF6, SF6, WF6, CoF2, CoF3, CrF2, CsF, ErF3, PF3, PbF3, PbF4, ThF4, TaF5 및 SeF6으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상 일 수 있다.The metal fluoride is specifically, LiF, RbF, TiF, AgF , AgF 2, BaF 2, CaF 2, CdF 2, FeF 2, HgF 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 , ZrF 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 .

상기 기타 첨가제는 일례로 글루타노나이트릴(glutaronitrile, GN), 숙시노나이트릴(succinonitrile, SN), 아디포나이트릴(adiponitrile, AN), 4-톨루나이트릴(4-tolunitrile), 1,3,6-헥산트리카보나이트릴(1,3,6-hexanetricarbonitrile), 3,3'-티오디프로피오나이트릴(3,3'-thiodipropionitrile, TPN), 디플루오로에틸렌카보네이트(difluoroethylenecarbonate), 플루오로디메틸카보네이트(fluorodimethylcarbonate), 플루오로에틸메틸카보네이트(fluoroethylmethylcarbonate),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, 바이페닐(biphenayl), 시클로헥실벤젠(cyclohexyl benzene), 4-플루오로톨루엔(4-fluorotoluene), 에틸렌설페이트언하이드라이드(ethylene sulfate anhydride), 트리스(트리메틸실릴)보레이트(tris(methylsilyl)borate), 숙신산무수물 (succinic anhydride, SA), 리튬비스(옥살토)보레이트(Lithium Bis(oxaleto)borate, LiBOB), 리튬디플루오로(옥살레이토)보레이트(Lithium DiFluro(Oxalato) Borate, LiDFOB), 에틸렌설페이트(ethylene sulfate, ESA), 플루오로 에틸렌 카보네이트(Fluoro Ethylene Carbonate, FEC), 바이닐 에틸렌 카보네이트(Vinyl Ethylene Carbonate, VEC), 비닐렌 카보네이트(Vinylene Carbonate, VC), 1,3-프로펜 설톤(1,3-Propene sultone, PRS), 1,3-프로페인 설톤(1,3-Propane Sultone, PS), 리튬테트라플루오로보레이트(Lithium Tetrafluoroborate, LiBF4), 리튬비스(플루오로설포닐)이미드Lithium bis(fluorosulfonyl)imide, LiFSI), 리튬비스(트리플루오로메탄)술폰아미드(Lithium Bis(trifluoromethane)sulfonamide, LiTFSi), 말레산무수물(Maleic anhydride, MA), 1,1,2,2,3,3-헥사플루오로프로판-1,3-디설폰아미드 리튬(1,1,2,2,3,3-hexafluoropropane-1,3-disulfonimide lithium salt, LiHFP), 퍼플루오로헥산(Perfluorohexane-1,6-dinitrile, PFDN), 3-플루오로-1,3-프로판설톤(3-Fluoro-1,3-propansulton, FPS), 감마-부티로락톤(γ-butyrolactone, GBL), 플로오로-감마-부티로락톤(Fluorized γ-butyrolactone, F-GBL), 2-메틸-1,3-부타디엔(2-methyl-1,3-butadiene), 및 2-메틸-1,5-헥사디엔(2-Methyl-1,5-hexadiene)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.Examples of the other additives include glutaronitrile (GN), succinonitrile (SN), adiponitrile (AN), 4-tolunitrile, 1, 3,6-hexanetricarbonitrile, 3,3'-thiodipropionitrile (TPN), difluoroethylenecarbonate, fluoro (3,3'-thiodipropionitrile) (Malonato oxalato) borate, LiMOB), LiPF 2 C 4 O 8 , LiSO 3 CF 3 , LiPF 4 (also referred to as LiPF 2 ), and the like. 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, Biphenayl, cyclohexyl benzene, 4-fluorotoluene, ethylene sulfate anhydride, tris (trimethylsilyl) aniline, (Oxalate) borate (LiBOB), lithium difluoro (oxalate) borate (Oxalato), and the like. ) Borate, LiDFOB, ethylene sulfate (ESA), Fluoro Ethylene Carbonate (FEC), Vinyl Ethylene Carbonate (VEC), Vinylene Carbonate (VC) 1,3-propane sultone (PRS), 1,3-propane sultone (PS), lithium tetrafluoroborate (LiBF4), lithium bis LiFSI), Lithium Bis (trifluoromethane) sulfonamide, LiTFSi, maleic anhydride (MA), 1,1,1,2-tetrafluoroborate , 2,2,3,3-hexafluoropropane-1,3-disulfonamide lithium (1,1,2,2,3,3-hexafluoropropane-1,3-disulfoni mide lithium salt, LiHFP, perfluorohexane-1,6-dinitrile (PFDN), 3-fluoro-1,3-propansultone (FPS) Butyrolactone (GBL), Fluorized? -Butyrolactone (F-GBL), 2-methyl-1,3-butadiene, , And 2-methyl-1,5-hexadiene.

상기 전해액은 일례로 상기 기타 첨가제를 상기 전해액 총 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부, 또는 0.2 내지 5 중량부로 포함할 수 있고, 이 범위 내에서 리튬 이차전지의 사이클 수명 특성이 더욱 향상될 수 있다.The electrolyte solution may contain 0.1 to 10 parts by weight, or 0.2 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of the electrolyte solution, and the cycle life characteristics of the lithium secondary battery may be further improved have.

상기와 같은 조성을 갖는 본 발명에 따른 전해액은 -20℃ 내지 60℃의 온도범위에서 안정성이 우수하고, 약 4V 영역의 전압에서도 전기화학적으로 안정적일 수 있어서, 리튬 이차전지에 적용시 전지의 수명을 연장시킬 수 있다.The electrolyte according to the present invention having the above composition has excellent stability in a temperature range of -20 ° C to 60 ° C and can be electrochemically stable even at a voltage of about 4V range so that when the battery is applied to a lithium secondary battery, Can be extended.

또한, 본 발명에 따른 리튬 이차전지는 양극; 음극; 상기 양극과 음극 사이에 구비된 세퍼레이터; 및 비수전해액을 포함할 수 있다. 상기 비수전해액은 상술한 비수전해액을 포함할 수 있고, 상기 양극과 음극은 각각 양극 활물질과 음극 활물질을 포함할 수 있다. In addition, the lithium secondary battery according to the present invention includes a positive electrode; cathode; A separator provided between the anode and the cathode; And a nonaqueous electrolytic solution. The non-aqueous electrolyte may include the non-aqueous electrolyte, and the positive electrode and the negative electrode may include a positive electrode active material and a negative electrode active material, respectively.

상기 양극은 일례로 양극 활물질, 바인더 및 선택적으로 도전제를 혼합하여 양극 활물질층 형성용 조성물을 제조한 후, 이를 알루미늄 호일 등의 양극 전류 집전체에 도포하여 제조할 수 있다.The anode may be prepared by preparing a composition for forming a cathode active material layer by mixing a cathode active material, a binder and an optional conductive agent, and then applying the composition to a cathode current collector such as an aluminum foil.

상기 양극 활물질은 일례로 리튬 이차전지에 사용되는 통상의 NCM 양극 활물질을 사용할 수 있고, 구체적인 예로 화학식 Li[NixCo1-x-yMny]O2 (여기서0<x<0.5, 0<y<0.5이다) 형태의 리튬 복합금속 산화물일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 리튬 복합금속 산화물의 화학식 Li[NixCo1-x-yMny]O2의 변수 x, y는 일례로 0.0001<x<0.5, 0.0001<y<0.5, 또는 0.001<x<0.3, 0.001<y<0.3일 수 있다.As the cathode active material, for example, a conventional NCM cathode active material used in a lithium secondary battery may be used. Specific examples thereof include Li [Ni x Co 1-x y Mn y ] O 2 where 0 <x < 0.5). &Lt; / RTI &gt; The variables x and y of the lithium composite metal oxide Li [Ni x Co 1-x y Mn y ] O 2 are 0.0001 <x <0.5, 0.0001 <y <0.5, or 0.001 <x <0.3 and 0.001 <y &Lt; 0.3.

상기 양극 활물질은 다른 예로 리튬의 가역적인 인터칼레이션(intercalation) 및 디인터칼레이션(de intercalation)이 가능한 화합물(리티에이티드 인터칼레이션 화합물)을 사용할 수 있다. 상기 화합물 중에서도 전지의 용량 특성 및 안정성을 높일 수 있다는 점에서 LiCoO2, LiMnO2, LiMn2O4, LiNiO2, LiNixMn(1-x)O2(단, 0<x<1), 및 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)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이 바람직하다.As another example of the cathode active material, a compound capable of reversible intercalation and deintercalation of lithium (a lithiated intercalation compound) may be used. 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 LiMl x M2 y O 2 (However, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x + y≤1 , M1 and M2 is any selected from the group consisting of each independently selected from Al, Sr, Mg and La ) Is preferable.

상기 양극 활물질은 구체적인 예로, 망간 스피넬계 활물질 또는 니켈 코발트 망간 층상계 리튬 금속산화물일 수 있다. The cathode active material may be, for example, a manganese spinel-based active material or a nickel-cobalt manganese phase-based lithium metal oxide.

상기 음극은 일례로 음극 활물질, 바인더 및 선택적으로 도전제를 혼합하여 음극 활물질층 형성용 조성물을 제조한 후, 이를 구리 포일 등의 음극 전류 집전체에 도포하여 제조할 수 있다.The negative electrode may be prepared by mixing a negative electrode active material, a binder and optionally a conductive agent to prepare a composition for forming a negative electrode active material layer, and then applying the composition to a negative electrode current collector such as a copper foil.

상기 음극 활물질로는 일례로 리튬의 가역적인 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물을 사용할 수 있다.As the negative electrode active material, for example, a compound capable of reversible intercalation and deintercalation of lithium may be used.

상기 음극 활물질의 구체적인 예로는 인조흑연, 천연흑연, 흑연화 탄소섬유, 비정질탄소 등의 탄소질 재료일 수 있다. 또한, 상기 탄소질 재료 이외에, 리튬과 합금화가 가능한 금속질 화합물, 또는 금속질 화합물과 탄소질재료를 포함하는 복합물도 음극 활물질로 사용할 수 있다. 일례로 그라파이트(graphite)일 수 있다.Specific examples of the negative electrode active material may 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. For example, it may be graphite.

상기 리튬과 합금화가 가능한 금속으로는, 일례로 Si, Al, Sn, Pb, Zn, Bi, In, Mg, Ga, Cd, Si합금, Sn합금 또는 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 or 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 및 리튬을 포함하는 합금으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.As the negative electrode active material, at least one selected from the group consisting of crystalline carbon, amorphous carbon, carbon composite, lithium metal and lithium-containing alloy may be used in view of high stability.

상기 양극은 제1 첨가제와 제2 첨가제의 피막으로 피복되어 있는 것이 바람직하다. 상기 피막은 1~100 nm 두께의 폴리머 피막일 수 있으며, 이 범위 내에서 고용량이면서 초기 충방전 효율이 높고, 전지 내부에서의 가스발생도 종래 비수전해액 이차전지에 비해 안전성, 신뢰성이 높은 이차전지를 제공하는 효과가 있다. The positive electrode is preferably coated with a coating of the first additive and the second additive. The coating film may be a polymer film having a thickness of 1 to 100 nm. The secondary battery may have a high capacity within the range, a high initial charging / discharging efficiency, and a gas generation inside the battery as compared with a conventional nonaqueous electrolyte secondary battery. There is an effect to provide.

상기 제1 첨가제와 제2 첨가제의 피막은, 상기 양극 기재에 대하여 0.1 중량% 이상 내지 5 중량% 이하일 수 있고, 이 범위 내에서 고용량이면서 초기 충방전 효율을 높일 수 있음과 동시에 전지 내부에서의 가스발생이 억제된 효과를 제공할 수 있다. 상기 피막의 함량은 일례로 상기 피막의 함량은 일례로 TEM 분석을 통해 측정할 수 있다. The coating film of the first additive and the second additive may be 0.1 wt% or more and 5 wt% or less with respect to the cathode substrate, and it is possible to increase the initial charge / discharge efficiency while maintaining a high capacity within this range, The occurrence can be suppressed. The content of the coating can be measured, for example, by TEM analysis.

일례로, 전술한 양극과 음극 사이에 세퍼레이터를 위치시켜 셀에 삽입한 다음 전해액을 주입하고 실링하여 전지 조립체를 완성할 수 있다. 이때 상술한 전해액, 양극, 음극 및 세퍼레이터를 포함하는 리튬 이차전지는 일례로 양극/세퍼레이터/음극의 구조를 갖는 단위 셀, 양극/세퍼레이터/음극/세퍼레이터/양극의 구조를 갖는 바이셀, 또는 단위 셀의 구조가 반복되는 적층 셀의 구조로 형성할 수 있음은 자명한 사실이다.For example, the battery assembly may be completed by inserting a separator between the positive electrode and the negative electrode, inserting the separator into the cell, injecting and sealing the electrolyte. Here, the lithium secondary battery including the electrolyte, anode, cathode, and separator may be a unit cell having a structure of anode / separator / cathode, a bi-cell having a structure of anode / separator / cathode / separator / anode, The structure of the laminated cell in which the structure of the laminated cell is repeated is obvious.

본 기재에 따른 리튬 이차전지는, 사용하는 세퍼레이터와 전해액의 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 기재의 실시예에 따른 전해액은 이중에서도 리튬 이온 전지, 알루미늄 적층 전지 및 리튬 폴리머 전지에 적용하기에 특히 우수하다.The lithium secondary battery according to 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 electrolytic solution used. The lithium secondary battery can be classified into a cylindrical shape, a square shape, a coin shape, Depending on the size, it can be divided into bulk type and thin film type. The electrolytic solution according to the embodiment of the present invention is particularly excellent for application to a lithium ion battery, an aluminum laminated battery and a lithium polymer battery.

본 기재에 따른 전해액을 포함하는 리튬 이차전지는 특히 45 ℃ 이상, 일례로 45 ℃ 내지 60 ℃의 고온 및 4.3 V 이상, 일례로 4.3 V 내지 6.0 V의 높은 충전 전압(환원 전위)에서 수명 특성을 향상시킬 수 있어, 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.The lithium secondary battery comprising the electrolytic solution according to the present invention has a lifetime characteristic particularly at a high temperature of 45 占 폚 or higher, for example 45 占 폚 to 60 占 폚, and a high charging voltage (reduction potential) of 4.3 V to 5.0 V And can be used in a portable device such as a mobile phone, a notebook computer, a digital camera, a camcorder, an electric vehicle field such as a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (plug-in HEV, PHEV) And may be useful for medium to large energy storage systems.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention. Such variations and modifications are intended to be within the scope of the appended claims.

[실시예] [Example]

이하 실시예 및 실험예를 들어 더욱 설명하나, 본 발명이 이에 의해 제한되는 것은 아니다. The following examples and experimental examples further illustrate the present invention, but the present invention is not limited thereto.

실시예 1-1 ~ 1-8Examples 1-1 to 1-8

제1 첨가제의 준비Preparation of first additive

제1 첨가제로서, 하기 화학식 3 As the first additive,

[화학식 3](3)

Figure pat00007
Figure pat00007

(상기 R6은 메틸기이다)로 표시되는 구조를 가지는 화합물(2-메틸-1,3-부타디엔에 해당)을 준비하였다. (Corresponding to 2-methyl-1,3-butadiene) having a structure represented by the following formula (wherein R 6 is a methyl group).

제2 첨가제의 준비Preparation of second additive

글로브 박스내에서 마크네틱 교반자를 가진 250mL 1구 둥근바닥(RB) 플라스크에 LiPF6 7.60g (0.05몰)을 넣고 무수 에틸메틸카보네이트 40.4g을 가하여 용해시킨 다음, 잠시 방치하여 상온으로 온도를 낮추었다. 수득한 LiPF6 용액에 하기 화학식 5 In a glove box, 7.60 g (0.05 mol) of LiPF6 was added to a 250 mL 1-necked round bottom flask (RB) flask equipped with a magnetic stirrer, and 40.4 g of anhydrous ethylmethyl carbonate was added to dissolve and then left to stand at room temperature for a while. To the obtained LiPF6 solution,

[화학식 5][Chemical Formula 5]

Figure pat00008
Figure pat00008

(상기 R1, R2 및 R3는 메틸기이다.)로 표시되는 화합물 11.72g (0.05몰)을 첨가하여 용해시키고, 리플럭스 콘덴서와 가스 버블러를 설치한 다음 상온에서 23시간 동안 교반한 후 80 내지 85℃의 오일 배스에서 Me3SiF 가스의 방출이 멈출 때까지 약 2 내지 3시간 동안 가온 교반하였다. 반응 후 얻어진 약간 뿌연 반응액을 상온으로 식힌 후 여과하여 투명 무색의 여액 49g을 얻고 정제하여 제2 첨가제를 준비하였다. 11.72 g (0.05 mol) of a compound represented by the following formula (wherein R 1 , R 2 and R 3 are methyl groups) was added and dissolved. After reflux condenser and gas bubbler were installed, the mixture was stirred at room temperature for 23 hours And the mixture was warm-stirred for about 2 to 3 hours until the release of the Me 3 SiF gas stopped in an oil bath at 80 to 85 캜. The slightly cloudy reaction solution obtained after the reaction was cooled to room temperature and then filtered to obtain 49 g of a transparent colorless filtrate, which was purified to prepare a second additive.

전해액의 제조Preparation of electrolytic solution

리튬염으로서 LiPF6 15 중량%, 비수성 유기용매로서 에틸렌 카보네이트(EC), 에틸메틸카보네이트(EMC), 그리고 디메틸카보네이트(DEC) (부피비: EC/EMC/DEC = 25/45/30) 85 중량%의 혼합용액 100 중량부에, 상기 제1 첨가제와 제2 첨가제를 하기 표 1에 기재한 중량부로 첨가하여 전해액을 제조하였다. 15 wt% of LiPF 6 as a lithium salt, 85 wt% of ethylene carbonate (EC), ethyl methyl carbonate (EMC) and dimethyl carbonate (DEC) (volume ratio: EC / EMC / DEC = 25/45/30) % Of the first additive and the second additive were added to 100 parts by weight of the mixed solution as shown in Table 1 below to prepare an electrolytic solution.

구분division 비수성 유기용매Non-aqueous organic solvent 비수성 유기용매
(부피비)
Non-aqueous organic solvent
(Volume ratio)
제1 첨가제
(중량부)
The first additive
(Parts by weight)
제2첨가제 (중량부)The second additive (parts by weight)
실시예 1-1Example 1-1 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 1One 1One 실시예 1-2Examples 1-2 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 1.21.2 1One 실시예 1-3Example 1-3 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 1.51.5 1One 실시예 1-4Examples 1-4 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 1.81.8 1One 실시예 1-5Examples 1-5 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 22 1One 실시예 1-6Examples 1-6 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 0.80.8 1One 실시예 1-7Examples 1-7 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 0.50.5 1One 실시예 1-8Examples 1-8 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 0.20.2 1One

리튬 이차전지의 제조Manufacture of lithium secondary battery

Li[NixCo1-x-yMny]O2 (여기서 0<x<0.5, 0<y<0.5이다)를 포함하는 NCM계 양극 활물질 96 중량%, 도전제로 카본 블랙 2 중량%, 바인더로 폴리비닐리덴 플로라이드(PVdF) 2 중량%를 용매인 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)에 첨가하여 양극 활물질 슬러리를 제조하였다. 상기 양극 활물질 슬러리를 두께가 20㎛ 정도인 집전체로서 알루미늄 박막에 도포 및 건조하여 양극을 제조한 다음 롤 프레스 공정을 통해 양극을 준비하였다. 96% by weight of an NCM-based positive electrode active material containing Li [Ni x Co 1-xy Mn y ] O 2 where 0 <x <0.5 and 0 <y <0.5, 2% by weight of carbon black as a conductive agent, 2% by weight of vinylidene fluoride (PVdF) was added to the solvent N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to prepare a cathode active material slurry. The positive electrode active material slurry was applied to an aluminum foil as a current collector having a thickness of about 20 탆 and dried to prepare a positive electrode, followed by preparing a positive electrode through a roll press process.

또한 음극 활물질로 그라파이트, 바인더로 PVdF, 도전제로 카본 블랙을 각각 96 중량%, 3 중량% 및 1 중량%로 하여 용매 NMP에 첨가하여 음극 혼합물 슬러리를 제조하였다. 상기 음극 혼합물 슬러리를 두께 10㎛의 음극 집전체인 구리(Cu) 박막에 도포 및 건조하여 음극을 제조한 다음 롤 프레스 공정을 통해 음극을 준비하였다. The negative electrode mixture slurry was prepared by adding graphite as an anode active material, PVdF as a binder and carbon black as a conductive agent to solvent NMP at 96 wt%, 3 wt% and 1 wt%, respectively. The negative electrode mixture slurry was applied to a copper (Cu) thin film as a negative electrode current collector having a thickness of 10 mu m and dried to prepare a negative electrode. Then, a negative electrode was prepared through a roll press process.

준비된 양극과 음극, 상기 표 1의 함량에 따라 제조된 전해액, 두께 20㎛의 폴리프로필렌제 미세다공질 필름의 세퍼레이터를 이용하여 평가용 리튬 이차전지를 제조하였다.A lithium rechargeable battery for evaluation was prepared using the prepared positive electrode and negative electrode, the electrolyte prepared according to the contents of Table 1, and the separator of the microporous polypropylene film having a thickness of 20 탆.

실시예 2Example 2

실시예 1-8에 있어서, 제1 첨가제로서 하기 화학식 4In Example 1-8, as a first additive,

[화학식 4][Chemical Formula 4]

Figure pat00009
Figure pat00009

(상기 R7은 메틸기이고, R8은 수소이다)로 표시되는 화합물 0.2 중량부로 대체한 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하여 리튬 이차전지를 제조하였다. Was replaced with 0.2 part by weight of a compound represented by the following formula (wherein R 7 is a methyl group and R 8 is hydrogen): &lt; tb &gt;&lt; TABLE &gt;

실시예 3Example 3

실시예 1-1에 있어서, 제1 첨가제로서 하기 화학식 2In the same manner as in Example 1-1 except that, as the first additive,

[화학식 2](2)

Figure pat00010
Figure pat00010

(상기 R4은 메틸기이고, R5는 수소이다)로 표시되는 화합물로 대체한 것을 제외하고는 하기 표 2에 개시된 함량 및 조성을 사용하여 상기 실시예 1-1에서와 동일한 방법으로 실시하여 리튬 이차전지를 제조하였다. (R &lt; 4 &gt; is a methyl group and R &lt; 5 &gt; is hydrogen) was carried out in the same manner as in Example 1-1 using the contents and compositions shown in the following Table 2, A battery was prepared.

구분division 비수성 유기용매Non-aqueous organic solvent 비수성 유기용매
(부피비)
Non-aqueous organic solvent
(Volume ratio)
제1 첨가제
(중량부)
The first additive
(Parts by weight)
제2 첨가제
(중량부)
Second additive
(Parts by weight)
실시예 3-1Example 3-1 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 1One 1One 실시예 3-2Example 3-2 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 1.21.2 1One 실시예 3-3Example 3-3 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 1.51.5 1One 실시예 3-4Example 3-4 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 1.81.8 1One 실시예 3-5Example 3-5 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 22 1One 실시예 3-6Examples 3-6 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 0.80.8 1One 실시예 3-7Examples 3-7 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 0.50.5 1One 실시예 3-8Examples 3-8 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 0.20.2 1One

비교예 1-1 ~ 1-12Comparative Examples 1-1 to 1-12

하기 표 3에 기재한 바와 같은 함량에 따라 제1 첨가제 단독 혹은 제2 첨가제 단독 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다.A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 3, except that the first additive alone or the second additive alone was used according to the contents shown in Table 3 below.

구분division 비수성 유기용매Non-aqueous organic solvent 비수성 유기용매
(부피비)
Non-aqueous organic solvent
(Volume ratio)
제1 첨가제
(중량부)
The first additive
(Parts by weight)
제2첨가제
(중량부)
Second additive
(Parts by weight)
비교예 1-1Comparative Example 1-1 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 00 1One 비교예 1-2Comparative Example 1-2 EC/EMC/DEC/PPEC / EMC / DEC / PP 25/45/15/1525/45/15/15 00 1One 비교예 1-3Comparative Example 1-3 EC/EMC/PPEC / EMC / PP 25/45/3025/45/30 00 1One 비교예 1-4Comparative Example 1-4 EC/EMC/DEC/EPEC / EMC / DEC / EP 25/45/15/1525/45/15/15 00 1One 비교예 1-5Comparative Example 1-5 EC/EMC/EPEC / EMC / EP 25/45/3025/45/30 00 1One 비교예 1-6Comparative Example 1-6 EC/EMC/DEC/DMCEC / EMC / DEC / DMC 25/45/15/1525/45/15/15 00 1One 비교예 1-7Comparative Example 1-7 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 0.20.2 00 비교예 1-8Comparative Example 1-8 EC/EMC/DEC/PPEC / EMC / DEC / PP 25/45/15/1525/45/15/15 0.20.2 00 비교예 1-9Comparative Example 1-9 EC/EMC/PPEC / EMC / PP 25/45/3025/45/30 0.20.2 00 비교예 1-10Comparative Example 1-10 EC/EMC/DEC/EPEC / EMC / DEC / EP 25/45/15/1525/45/15/15 0.20.2 00 비교예 1-11Comparative Example 1-11 EC/EMC/EPEC / EMC / EP 25/45/3025/45/30 0.20.2 00 비교예 1-12Comparative Example 1-12 EC/EMC/DEC/DMCEC / EMC / DEC / DMC 25/45/15/1525/45/15/15 0.20.2 00

참고예 2-1 ~ 2-9Reference Examples 2-1 to 2-9

하기 표 4에 기재한 바와 같은 함량에 따라 제1 첨가제와 제2 첨가제를 병용한 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다.A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 3 except that the first additive and the second additive were used in combination as shown in Table 4 below.

구분division 비수성 유기용매Non-aqueous organic solvent 비수성 유기용매
(부피비)
Non-aqueous organic solvent
(Volume ratio)
제1 첨가제
(중량부)
The first additive
(Parts by weight)
제2첨가제
(중량부)
Second additive
(Parts by weight)
참고예 2-1Reference Example 2-1 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 0.10.1 1One 참고예 2-2Reference Example 2-2 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 1One 1.51.5 참고예 2-3Reference Example 2-3 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 1One 1.81.8 참고예 2-4Reference Example 2-4 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 1One 22 참고예 2-5Reference Example 2-5 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 2.12.1 1One 참고예 2-6Reference Example 2-6 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 2.22.2 1One 참고예 2-7Reference Example 2-7 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 2.52.5 1One 참고예 2-8Reference Example 2-8 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 2.82.8 1One 참고예 2-9Reference Example 2-9 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 33 1One

<전지평가><Battery Evaluation>

제작한 리튬 이차전지를 하룻밤 실온에 방치한 다음, 이차전지 충방전 시험장치를 이용하여 충방전을 수행하였다. 먼저, 25 ℃에서 CC(Constant current)/CV(Constant voltage) 조건에서 4.2V(0.5C rate)로 충전하고, 10분 동안 휴지 후 CC(0.5C rate) 조건에서 2.7V까지 방전하였다. 이때 표준 용량(Normal capacity)은 1000mAh이었다. 상기 충전 및 방전을 1사이클로 하여 300사이클 반복실시하여 충방전에 따른 용량을 측정하였다. 1 cycle 방전 용량 대비 300 cycle 이후 방전용량의 유지율을 하기 표 5 내지 표 8에 효율(%) 항목에 나타내었다. The produced lithium secondary battery was allowed to stand at room temperature overnight, and then charged and discharged using a secondary battery charge / discharge test apparatus. First, the battery was charged at 4.2 V (0.5 C rate) under the condition of CC (Constant current) / CV (Constant voltage) at 25 ° C and discharged to 2.7 V at CC (0.5 C rate) condition after 10 minutes of dormancy. At this time, the normal capacity was 1000 mAh. The charge and discharge were repeated one cycle, and the charge and discharge capacities were measured. The maintenance rate of the discharge capacity after 300 cycles of one cycle discharge capacity is shown in the following Table 5 to Table 8 as the efficiency (%).

구분division 비수성 유기용매Non-aqueous organic solvent 비수성 유기용매
(부피비)
Non-aqueous organic solvent
(Volume ratio)
제1첨가제
(중량부)
The first additive
(Parts by weight)
제2첨가제
(중량부)
Second additive
(Parts by weight)
효율
(%)
efficiency
(%)
실시예1-8Examples 1-8 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 0.20.2 1One 85.085.0 실시예 2Example 2 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30  0.20.2 1One 87.087.0

구분division 비수성 유기용매Non-aqueous organic solvent 비수성 유기용매
(부피비)
Non-aqueous organic solvent
(Volume ratio)
제1 첨가제
(중량부)
The first additive
(Parts by weight)
제2 첨가제
(중량부)
Second additive
(Parts by weight)
효율
(%)
efficiency
(%)
실시예 3-1Example 3-1 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 1One 1One 76.776.7 실시예 3-2Example 3-2 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 1.21.2 1One 75.575.5 실시예 3-3Example 3-3 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 1.51.5 1One 75.075.0 실시예 3-4Example 3-4 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 1.81.8 1One 74.074.0 실시예 3-5Example 3-5 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 22 1One 73.073.0 실시예 3-6Examples 3-6 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 0.80.8 1One 78.078.0 실시예 3-7Examples 3-7 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 0.50.5 1One 80.080.0 실시예 3-8Examples 3-8 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 0.20.2 1One 85.085.0

구분division 비수성 유기용매Non-aqueous organic solvent 비수성 유기용매
(부피비)
Non-aqueous organic solvent
(Volume ratio)
제1 첨가제
(중량부)
The first additive
(Parts by weight)
제2첨가제
(중량부)
Second additive
(Parts by weight)
효율
(%)
efficiency
(%)
비교예 1-1Comparative Example 1-1 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 00 1One 6060 비교예 1-2Comparative Example 1-2 EC/EMC/DEC/PPEC / EMC / DEC / PP 25/45/15/1525/45/15/15 00 1One 61.261.2 비교예 1-3Comparative Example 1-3 EC/EMC/PPEC / EMC / PP 25/45/3025/45/30 00 1One 5858 비교예 1-4Comparative Example 1-4 EC/EMC/DEC/EPEC / EMC / DEC / EP 25/45/15/1525/45/15/15 00 1One 60.560.5 비교예 1-5Comparative Example 1-5 EC/EMC/EPEC / EMC / EP 25/45/3025/45/30 00 1One 58.558.5 비교예 1-6Comparative Example 1-6 EC/EMC/DEC/DMCEC / EMC / DEC / DMC 25/45/15/1525/45/15/15 00 1One 5959 비교예 1-7Comparative Example 1-7 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 0.20.2 00 75.575.5 비교예 1-8Comparative Example 1-8 EC/EMC/DEC/PPEC / EMC / DEC / PP 25/45/15/1525/45/15/15 0.20.2 00 74.374.3 비교예 1-9Comparative Example 1-9 EC/EMC/PPEC / EMC / PP 25/45/3025/45/30 0.20.2 00 73.673.6 비교예 1-10Comparative Example 1-10 EC/EMC/DEC/EPEC / EMC / DEC / EP 25/45/15/1525/45/15/15 0.20.2 00 75.875.8 비교예 1-11Comparative Example 1-11 EC/EMC/EPEC / EMC / EP 25/45/3025/45/30 0.20.2 00 7474 비교예 1-12Comparative Example 1-12 EC/EMC/DEC/DMCEC / EMC / DEC / DMC 25/45/15/1525/45/15/15 0.20.2 00 7474

구분division 비수성 유기용매Non-aqueous organic solvent 비수성 유기용매
(부피비)
Non-aqueous organic solvent
(Volume ratio)
제1 첨가제
(중량부)
The first additive
(Parts by weight)
제2첨가제
(중량부)
Second additive
(Parts by weight)
효율
(%)
efficiency
(%)
참고예 2-1Reference Example 2-1 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 0.10.1 1One 7373 참고예 2-2Reference Example 2-2 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 1One 1.51.5 7878 참고예 2-3Reference Example 2-3 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 1One 1.81.8 8080 참고예 2-4Reference Example 2-4 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 1One 22 8383 참고예 2-5Reference Example 2-5 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 2.12.1 1One 83.483.4 참고예 2-6Reference Example 2-6 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 2.22.2 1One 8282 참고예 2-7Reference Example 2-7 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 2.52.5 1One 8080 참고예 2-8Reference Example 2-8 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 2.82.8 1One 7878 참고예 2-9Reference Example 2-9 EC/EMC/DECEC / EMC / DEC 25/45/3025/45/30 33 1One 7070

상기 표 5 내지 표 8을 참고하면, 고전압으로 충/방전 하였을 때, 본 발명의 제1 첨가제와 제2 첨가제를 병용하는 실시예들은 단독 사용하거나 혹은 부적절하게 과량 혹은 소량 사용하는 비교예들, 참고예들 대비 현저히 증가된 용량 및 용량유지율을 나타내는 것으로 확인하였다. Referring to Tables 5 to 8, when the battery is charged / discharged at a high voltage, the embodiments using the first additive and the second additive of the present invention may be used alone or in a comparatively large amount or a small amount, And significantly increased capacity and capacity maintenance rates compared to the examples.

Claims (11)

비수성 유기용매; 리튬염; 제1 첨가제 및 제2 첨가제를 포함하는 전해액 첨가제;를 포함하되,
상기 제1 첨가제는 하기 화학식 1
[화학식 1]
Figure pat00011

(상기 화학식 1에서, 상기 R1, R3는 각각 독립적인 것으로서 수소 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이고, R2는 결합 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬렌으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이다.)로 표시되는 화합물이고, 상기 제2 첨가제는 테트라플루오로(옥살라토)인산리튬 (Lithium tetrafluoro(oxalato)phosphate; LiTFOP)인 것을 특징으로 하는 전해액.
Non-aqueous organic solvent; Lithium salts; An electrolyte additive comprising a first additive and a second additive,
The first additive may be represented by the following general formula
[Chemical Formula 1]
Figure pat00011

Wherein R 1 and R 3 are each independently selected from the group consisting of hydrogen or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms and R 2 is a bond or an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms) , And the second additive is lithium tetrafluoro (oxalato) phosphate (LiTFOP) tetrafluoro (oxalato) phosphate.
제1항에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 구조는 하기 화학식 2 내지 4로 표시되는 화합물 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 전해액:
[화학식 2]
Figure pat00012

(상기 화학식 2에서, 상기 R4 및 R5는 각각 독립적인 것으로서 수소 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기임.)
[화학식 3]
Figure pat00013

(상기 화학식 3에서, 상기 R6은 수소 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이고, 화학식 2와 같지 않음)
[화학식 4]
Figure pat00014

(상기 화학식 4에서, 상기 R7 및 R8은 각각 독립적인 것으로서 수소 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기임.)
The method according to claim 1,
Wherein the structure represented by the formula (1) is at least one selected from compounds represented by the following formulas (2) to (4):
(2)
Figure pat00012

(Wherein R 4 and R 5 are independent of each other and are hydrogen or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms)
(3)
Figure pat00013

(Wherein R 6 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, which is not the same as in the formula (2)
[Chemical Formula 4]
Figure pat00014

(Wherein R 7 and R 8 are independent of each other and are hydrogen or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms)
제1항에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 2-메틸-1,3-부타디엔, 2-메틸-1,5-헥사디엔 및 2,3-디메틸-1,3-부타디엔 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전해액.
The method according to claim 1,
The compound represented by the formula (1) includes at least one selected from 2-methyl-1,3-butadiene, 2-methyl-1,5-hexadiene and 2,3-dimethyl-1,3-butadiene .
제1항에 있어서,
상기 제2 첨가제는 리튬염 LiPF6과 알킬실릴기를 함유하는 옥살산 화합물의 반응물인 것을 특징으로 하는 전해액.
The method according to claim 1,
The second additive is an electrolyte, characterized in that the reaction of the oxalic acid compound containing a lithium salt, LiPF 6 and alkylsilyl.
제1항에 있어서,
상기 제1 첨가제와 상기 제2 첨가제의 중량비가 0.2 : 1 내지 2 : 1인 것을 특징으로 하는 전해액.
The method according to claim 1,
Wherein the weight ratio of the first additive to the second additive is 0.2: 1 to 2: 1.
제1항에 있어서,
상기 전해액 첨가제의 함량은 리튬염과 비수성 유기용매의 전해액 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부인 것을 특징으로 하는 전해액.
The method according to claim 1,
Wherein the content of the electrolyte additive is 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the electrolyte solution of the lithium salt and the non-aqueous organic solvent.
제1항에 있어서,
상기 리튬염은 LiPF6, LiClO4, LiAsF6, LiSbF6, LiAl04, LiAlCl4, LiCF3SO3, LiC4F9SO3, LiN(C2F5SO3)2, LiN(C2F5SO2)2, LiN(CF3SO2)2. LiN(CaF2a+1SO2)(CbF2b+1SO2)(단, a 및 b는 자연수임), LiCl, LiI 및 LiB(C2O4)2로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 전해액.
The method according to claim 1,
The lithium salt is LiPF 6, LiClO 4, LiAsF 6 , LiSbF 6, LiAl0 4, LiAlCl 4, LiCF 3 SO 3, LiC 4 F 9 SO 3, LiN (C 2 F 5 SO 3) 2, LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 . LiN (CaF 2a + 1 SO 2 ) (C b F 2b + 1 SO 2) ( However, a and b are natural numbers), LiCl, LiI, and LiB (C 2 O 4) at least one selected from the group consisting of 2 And the electrolyte solution.
제1항에 있어서,
상기 비수성 유기용매는 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 에틸메틸카보네이트(EMC), 디메틸카보네이트(DMC), 디에틸카보네이트(DEC), 플루오로에틸렌카보네이트(FEC), 메틸프로필카보네이트(MPC), 에틸프로필카보네이트(EPC), 메틸에틸 카보네이트(MEC) 및 부틸렌카보네이트(BC)로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 전해액.
The method according to claim 1,
The non-aqueous organic solvent may be at least one selected from the group consisting of ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), ethylmethyl carbonate (EMC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), fluoroethylene carbonate (FEC) MPC), ethyl propyl carbonate (EPC), methyl ethyl carbonate (MEC), and butylene carbonate (BC).
제1항에 있어서,
상기 비수성 유기용매는 에틸렌카보네이트(EC)를 10 내지 30 중량%, 플루오로에틸렌카보네이트(FEC)를 0 내지 30 중량%, 에틸메틸카보네이트(EMC)를 10 내지 50 중량%, 그리고 디에틸카보네이트(DEC)를 10 내지 40 중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 전해액.
The method according to claim 1,
The non-aqueous organic solvent may include 10 to 30% by weight of ethylene carbonate (EC), 0 to 30% by weight of fluoroethylene carbonate (FEC), 10 to 50% by weight of ethylmethyl carbonate (EMC) DEC) in an amount of 10 to 40% by weight.
양극; 음극; 세퍼레이터; 및 비수전해액을 포함하되,
상기 양극은 망간 스피넬계 활물질 또는 리튬 금속산화물이고,
상기 음극은 결정질 탄소, 비정질 탄소, 인조 흑연 및 천연 흑연으로 이루어진 군 중에서 선택되는 탄소계 음극 활물질이고,
상기 비수전해액은 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 전해액인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
anode; cathode; A separator; And a nonaqueous electrolytic solution,
Wherein the anode is a manganese spinel-based active material or a lithium metal oxide,
The negative electrode is a carbon-based negative electrode active material selected from the group consisting of crystalline carbon, amorphous carbon, artificial graphite, and natural graphite,
The lithium secondary battery according to any one of claims 1 to 9, wherein the non-aqueous electrolyte is an electrolyte solution.
제10항에 있어서,
상기 리튬 이차전지는 리튬 이온 이차전지 또는 리튬 폴리머 이차전지인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
11. The method of claim 10,
Wherein the lithium secondary battery is a lithium ion secondary battery or a lithium polymer secondary battery.
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