KR20180050781A - Nonaqueous electrolytic solution and lithium secondary battery - Google Patents

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한지성
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Abstract

The present invention provides a non-aqueous electrolytic solution, which comprises a non-aqueous solvent, a lithium salt, an electrolyte additive, a phosphorus compound containing at least three allyl groups, and an organic fluorine compound containing nitrogen or sulfur, and also provides a lithium secondary battery comprising the same. The lithium secondary battery using the non-aqueous electrolyte of the present invention has excellent cycle life characteristics and storage characteristics, and can suppress the decomposition of the electrolyte solution and extend the life of the battery as an increase rate of the internal resistance and the amount of gas generation are reduced when left at a high temperature.

Description

비수전해액 및 리튬 이차전지 {NONAQUEOUS ELECTROLYTIC SOLUTION AND LITHIUM SECONDARY BATTERY}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a non-aqueous electrolyte and a lithium secondary battery,

본 발명은 비수전해액 및 리튬 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비수용매, 리튬염, 전해액 첨가제, 3개 이상의 알릴기를 함유하는 인계 화합물, 및 질소 또는 황을 함유하는 유기 불소 화합물을 포함하는 비수전해액을 리튬 이차전지에 적용하여 고온수명 특성 및 회복용량을 개선시키고, 전해액 분해를 억제하며 내부저항 증가율을 감소시켜 전지의 안정성을 향상시킬 수 있는 비수전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다.The present invention relates to a nonaqueous electrolyte and a lithium secondary battery, and more particularly to a nonaqueous electrolyte and a lithium secondary battery comprising a nonaqueous solvent, a lithium salt, an electrolyte additive, a phosphorus compound containing three or more allyl groups, The present invention provides a nonaqueous electrolyte solution and a lithium secondary battery including the nonaqueous electrolyte solution that can improve the high temperature lifetime characteristics and recovery capacity by inhibiting the decomposition of electrolyte solution and reducing the internal resistance increase rate by applying the electrolyte solution to the lithium secondary battery.

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 사이클 특성 및 저장 안정성이 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. In addition, 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 during the high temperature reaction due to the electrolyte additive, thereby ultimately deteriorating the cycle characteristics and storage stability of the secondary battery. There was a problem.

한국 등록특허 제10-1099973호Korean Patent No. 10-1099973

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 사이클 특성 및 저장 특성이 우수하고, 전해액 분해를 억제하는 효과가 있으며, 고온 방치 시 내부저항 증가율 및 가스발생량이 감소되어 전지의 수명이 연장되는 효과가 있는 비수전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention has an excellent cycle property and storage characteristics, has an effect of inhibiting decomposition of electrolyte, has a reduced internal resistance increase rate and gas generation amount at high temperature, And a lithium secondary battery including the nonaqueous 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 비수용매, 리튬염, 전해액 첨가제, 3개 이상의 알릴기를 함유하는 인계 화합물, 및 질소 또는 황을 함유하는 유기 불소 화합물을 포함하되, 상기 질소 또는 황을 함유하는 유기 불소 화합물은 0.1 내지 3 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 비수전해액을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a nonaqueous solvent, a lithium salt, an electrolyte additive, a phosphorus compound containing at least three allyl groups, and an organic fluorine compound containing nitrogen or sulfur, And 0.1 to 3% by weight of the organic fluorine compound is contained in the non-aqueous electrolyte.

또한 본 발명은 양극, 음극, 세퍼레이터 및 비수전해액을 포함하되, 상기 양극은 리튬 복합 금속 산화물 및 리튬 올리빈형 인산염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 양극 활물질을 포함하고, 상기 음극은 주석, 주석 화합물, 규소, 규소 화합물, 타이타늄산리튬, 결정질 탄소, 비정질 탄소, 인조 흑연 및 천연 흑연으로 이루어진 군으로부터 선택되는 음극 활물질을 포함하며, 상기 비수전해액은 비수용매, 리튬염, 전해액 첨가제, 3개 이상의 알릴기를 함유하는 인계 화합물, 및 질소 또는 황을 함유하는 유기 불소 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지를 제공한다.The present invention also relates to a positive electrode comprising a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a non-aqueous electrolyte, wherein the positive electrode includes a positive electrode active material selected from the group consisting of a lithium composite metal oxide and a lithium olivine phosphate, Wherein the nonaqueous electrolyte comprises a nonaqueous solvent, a lithium salt, an electrolyte additive, an electrolyte solution containing at least three allyl groups, and a nonaqueous electrolyte containing at least three allyl groups, wherein the nonaqueous electrolyte is selected from the group consisting of silicon compounds, lithium titanate, crystalline carbon, amorphous carbon, artificial graphite and natural graphite. A phosphorus compound, and an organic fluorine compound containing nitrogen or sulfur.

본 발명에 따른 비수전해액은 전해액 분해 억제 효과가 있으며, 따라서 본 발명의 비수전해액을 포함하여 제조된 리튬 이차전지의 경우 전해액 분해 억제 효과로 인하여 고온수명 특성 및 회복용량이 개선되고, 고온 방치 시 내부저항 증가율이 감소되어 전지의 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The nonaqueous electrolyte according to the present invention has an effect of inhibiting the decomposition of electrolytic solution. Therefore, in the case of a lithium secondary battery comprising the nonaqueous electrolyte according to the present invention, high temperature lifetime characteristics and recovery capacity are improved owing to the effect of inhibiting electrolyte decomposition, The resistance increase rate is reduced and the stability and reliability of the battery can be improved.

도 1은 실시예 및 비교예의 비수전해액을 각각 포함하는 리튬 이차전지의 고온(45℃) 수명 특성 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 2는 실시예 및 비교예의 비수전해액을 각각 포함하는 리튬 이차전지의 고온 방치(60℃) 시, 회복용량 특성을 평가한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3은 실시예 및 비교예의 비수전해액을 각각 포함하는 리튬 이차전지의 고온 방치(60℃) 시, 내부저항을 평가한 결과를 나타내는 그래프이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a graph showing the results of measurement of high temperature (45 ° C.) lifetime characteristics of a lithium secondary battery including non-aqueous electrolytes of Examples and Comparative Examples, respectively.
FIG. 2 is a graph showing the results of evaluating the recovery capacity characteristics of a lithium secondary battery including non-aqueous electrolytes in Examples and Comparative Examples at high temperature (60 ° C.).
Fig. 3 is a graph showing the results of evaluating the internal resistance when the lithium secondary batteries each containing the nonaqueous electrolyte solution of the examples and the comparative examples were allowed to stand at high temperature (60 캜).

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 비수전해액은 비수용매, 리튬염, 전해액 첨가제, 3개 이상의 알릴기를 함유하는 인계 화합물, 및 질소 또는 황을 함유하는 유기 불소 화합물을 포함하되, 상기 질소 또는 황을 함유하는 유기 불소 화합물은 0.1 내지 3 중량%로 포함되는 것을 특징으로 할 수 있다. The nonaqueous electrolyte solution of the present invention comprises a nonaqueous solvent, a lithium salt, an electrolyte additive, a phosphorus compound containing at least three allyl groups, and an organic fluorine compound containing nitrogen or sulfur, wherein the nitrogen or sulfur- 0.1 to 3% by weight.

상기 3개 이상의 알릴기를 함유하는 인계 화합물은 비수전해액에 첨가제로 포함되어 리튬 이차전지를 구성할 경우, 전극 표면에 균일한 SEI 막을 형성하여 리튬염의 부반응이나, 비수용매 중 일례로 EC의 분해로 COx나 탄화수소 가스가 생성되는 등의 전해액 부반응을 억제함으로써 종래에 비해 고용량을 달성할 수 있으며, 전지 내부에서의 가스발생량이 저감되어 내부저항 증가율이 감소함에 따라 수명 특성 및 사이클 특성이 개선된 이차전지를 제공할 수 있다.When the phosphorus-containing compound containing three or more allyl groups is included as an additive in a non-aqueous electrolyte to constitute a lithium secondary battery, a uniform SEI film is formed on the surface of the electrode so that a side reaction of the lithium salt or decomposition of EC in the non- A secondary battery in which lifetime characteristics and cycle characteristics are improved as the internal resistance increase rate is reduced by reducing the gas generation amount in the battery can be achieved by suppressing the electrolyte side reaction such as generation of hydrocarbon gas, .

상기 3개 이상의 알릴기를 함유하는 인계 화합물은 일례로 트리알릴 포스페이트(triallyl phosphate), 트리알릴 포스파이트(triallyl phosphite) 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 이를 포함하는 비수전해액을 사용하여 리튬 이차전지를 구성할 경우, 상기 트리알릴 포스페이트 또는 트리알릴 포스파이트는 각각 알킬 포스페이트 또는 알킬 포스파이트를 형성하여 전해액의 분해를 억제하는 효과가 있으며, 이에 의해 내부저항 증가율이 감소하고 가스발생량이 감소되어 전지의 수명을 연장시키는 효과가 있다. The phosphorus-containing compound having three or more allyl groups may be at least one selected from triallyl phosphate and triallyl phosphite, and a non-aqueous electrolyte containing the same may be used to form a lithium secondary battery. The triallyl phosphate or triallyl phosphite forms an alkyl phosphate or an alkyl phosphite, respectively, so as to inhibit the decomposition of the electrolytic solution. As a result, the internal resistance increase rate decreases and the gas generation amount decreases, .

본 발명의 비수전해액은 리튬염 및 비수용매 총 중량에 대하여 상기 3개 이상의 알릴기를 함유하는 인계 화합물을 0.1 내지 3 중량%로 포함할 수 있으며, 바람직하게는 0.3 내지 2 중량% 또는 0.3 내지 1 중량%로 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는 0.4 내지 0.8 중량% 또는 0.4 내지 0.6 중량%로 포함할 수 있다. 이 범위 내에서 전해액의 분해 효과가 억제되어 전지의 수명 특성 및 사이클 특성 등이 향상되는 이점이 있다. The non-aqueous electrolyte of the present invention may contain 0.1 to 3% by weight, preferably 0.3 to 2% by weight or 0.3 to 1% by weight, of a phosphorus compound containing three or more allyl groups relative to the total weight of the lithium salt and non- %, More preferably from 0.4 to 0.8% by weight, or from 0.4 to 0.6% by weight. Within this range, there is an advantage that the decomposition effect of the electrolytic solution is suppressed, and the lifetime characteristics, cycle characteristics, and the like of the battery are improved.

상기 질소 또는 황을 함유하는 유기 불소 화합물은 전극의 금속 표면에 흡착하여 전극과 전해질의 부반응을 억제함으로써 전해액의 안정성을 더욱 향상시킬 수 있으며, 이에 의해 전지의 사이클 특성, 안정성 및 수명이 향상될 수 있다. The organic fluorine compound containing nitrogen or sulfur adsorbs on the metal surface of the electrode to suppress the side reaction between the electrode and the electrolyte, thereby further improving the stability of the electrolyte. Thus, the cycle characteristics, stability and lifetime of the battery can be improved have.

본 발명의 비수전해액은 리튬염 및 비수용매 총 중량에 대하여 상기 질소 또는 황을 함유하는 유기 불소 화합물을 0.1 내지 3 중량%로 포함할 수 있으며, 바람직하게는 0.1 내지 2.5 중량%로 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는 0.2 내지 2 중량%로 포함할 수 있으며, 이 범위 내에서 전해질의 부반응 억제 효과가 향상되어 전해액의 안정성을 향상시킬 수 있으며, 궁극적으로 전지의 사이클 특성, 안정성 및 수명을 향상시킬 수 있다. The non-aqueous electrolyte of the present invention may contain 0.1 to 3% by weight, preferably 0.1 to 2.5% by weight, of the organic fluorine compound containing nitrogen or sulfur based on the total weight of the lithium salt and the nonaqueous solvent , And more preferably 0.2 to 2% by weight. Within this range, the effect of inhibiting the side reaction of the electrolyte can be improved to improve the stability of the electrolyte solution and ultimately improve the cycle characteristics, stability and lifetime of the battery. .

상기 질소 또는 황을 함유하는 유기 불소 화합물은 일례로 퍼플루오로니트릴 화합물(perfluoronitrile compounds), 플루오로술톤 화합물(fluorosulton compounds) 또는 이들의 혼합일 수 있으며, 이를 첨가제로 포함하는 비수전해액을 사용하여 리튬 이차전지를 구성하는 경우, 전해질의 부반응을 억제하는 효과가 있으며, 이에 의해 전지의 사이클 특성, 안정성 등이 향상되는 이점이 있다. The organic fluorine compound containing nitrogen or sulfur may be, for example, perfluoronitrile compounds, fluorosulton compounds, or a mixture thereof. The non-aqueous electrolyte containing the compound as an additive may be used in combination with lithium In the case of constructing the secondary battery, there is an effect of suppressing the side reaction of the electrolyte, thereby improving the cycle characteristics and stability of the battery.

상기 퍼플루오로니트릴 화합물은 일례로 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 일 수 있다. The perfluoronitrile compound may be a compound represented by the following general formula (1).

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

(상기 화학식 1에서, n은 1 내지 10의 정수이다.)(In the above formula (1), n is an integer of 1 to 10.)

구체적으로 상기 퍼플루오로니트릴 화합물은 퍼플루오로헥산-1,6-디니트릴(perfluorohexane-1,6-dinitrile) 또는 퍼플루오로세바코니트릴(perfluorosebaconitrile)을 포함할 수 있다. Specifically, the perfluoronitrile compound may include perfluorohexane-1,6-dinitrile or perfluorosubcononitrile. The perfluoronitrile compound may be perfluorohexane-1,6-dinitrile or perfluorosubcononitrile.

상기 퍼플루오로니트릴 화합물은 리튬염 및 비수용매 총 중량에 대하여 0.1 내지 2 중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.1 내지 1 중량%로 포함될 수 있고, 보다 바람직하게는 0.1 내지 0.5 중량% 또는 0.2 내지 0.4 중량%로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 전해질의 부반응 억제 효과가 더욱 향상될 수 있다. The perfluoronitrile compound may be contained in an amount of 0.1 to 2% by weight, preferably 0.1 to 1% by weight, more preferably 0.1 to 0.5% by weight or 0.2% by weight based on the total weight of the lithium salt and the non- To 0.4% by weight, and the effect of inhibiting the side reaction of the electrolyte within this range can be further improved.

상기 플루오로술톤 화합물은 일례로 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 일 수 있다. The fluorosulfone compound may be, for example, a compound represented by the following formula (2).

[화학식 2](2)

Figure pat00002
Figure pat00002

(상기 화학식 2에서, R1, R2, R3, R4, R5 및 R6은 서로 같거나 상이하고, 독립적으로 R1, R2, R3, R4, R5 및 R6 중 적어도 1개는 불소이며, 나머지는 수소 또는 탄소수 1 내지 2개의 알킬기 중에서 선택된다.)Wherein at least one of R 1, R 2, R 3, R 4, R 5 and R 6 is fluorine and the others are hydrogen or a C 1 -C 6 alkyl group, 1 < / RTI > to 2 < RTI ID = 0.0 >

구체적으로 상기 플루오로술톤 화합물은 3-플루오로-1,3-프로판 술톤(3-fluoro-1,3-propane sultone)을 포함할 수 있다.Specifically, the fluorosulfone compound may include 3-fluoro-1,3-propane sultone.

상기 플루오로술톤 화합물은 리튬염 및 비수용매 총 중량에 대하여 0.1 내지 3 중량%로 포함할 수 있으며, 바람직하게는 0.1 내지 2 중량%로 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는 0.5 내지 1.5 중량% 또는 0.8 내지 1.2 중량%로 포함할 수 있다. 상기 범위 내에서 전해질의 부반응 억제 효과가 더욱 향상될 수 있으며, 궁극적으로 전지의 성능 및 안정성을 향상시킬 수 있다. The fluorosulfonic compound may be contained in an amount of 0.1 to 3% by weight, preferably 0.1 to 2% by weight, more preferably 0.5 to 1.5% by weight, based on the total weight of the lithium salt and the non- 0.8 to 1.2% by weight. The effect of suppressing the side reaction of the electrolyte can be further improved within the above range, and ultimately the performance and stability of the battery can be improved.

본 발명의 비수전해액은 상기 3개 이상의 알릴기를 함유하는 인계 화합물과 상기 질소 또는 황을 함유하는 유기 불소 화합물을 조합하여 사용함에 따라 전해질의 부반응 억제 효과를 극대화시킬 수 있으며, 상기 비수전해액을 포함하여 리튬 이차전지를 구성하는 경우, 고온 방치 시 가스발생량이 저감되어 내부저항 증가율이 감소하는 효과가 있으며, 궁극적으로 전지의 수명 특성이 향상되는 효과가 있다. The nonaqueous electrolytic solution of the present invention can maximize the effect of suppressing the side reaction of the electrolyte by using a combination of the phosphoric compound containing three or more allyl groups and the organic or fluorine compound containing nitrogen or sulfur, When the lithium secondary battery is constructed, the amount of gas generated at the time of leaving at a high temperature is reduced, and the rate of increase of the internal resistance is reduced, and ultimately, the life characteristic of the battery is improved.

본 발명의 비수전해액에 포함될 수 있는 비수용매는 전지의 충방전 과정에서 산화 반응 등에 의한 분해가 최소화될 수 있고, 첨가제와 함께 목적하는 특성을 발휘할 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 일례로 카보네이트계 유기용매 또는 프로피오네이트계 유기용매 등일 수 있다. 이들은 단독으로 사용될 수 있고, 2종 이상이 조합되어 사용될 수도 있다. The non-aqueous solvent that can be included in the non-aqueous electrolyte of the present invention is not particularly 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 additives. For example, Or a propionate-based organic solvent. These may be used alone, or two or more of them may be used in combination.

상기 비수용매들 중 카보네이트계 유기용매는 일례로 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC), 비닐렌 카보네이트(VC), 디메틸카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디프로필 카보네이트(DPC), 에틸메틸카보네이트(EMC), 메틸에틸 카보네이트(MEC), 플루오로에틸렌카보네이트(FEC), 메틸프로필카보네이트(MPC) 및 에틸프로필 카보네이트(EPC)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. Among the non-aqueous solvents, examples of the carbonate-based organic solvent include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), vinylene carbonate (VC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DPC), ethyl methyl carbonate (EMC), methyl ethyl carbonate (MEC), fluoroethylene carbonate (FEC), methyl propyl carbonate (MPC) and ethyl propyl carbonate Or more.

상기 카보네이트계 유기용매 중에서도 보다 바람직하게는 전지의 충방전 성능을 높일 수 있는 높은 이온전도도를 갖는 고유전율의 카보네이트계 유기용매와 상기 고유전율의 유기용매의 점도를 적절하게 조절할 수 있는 점도가 낮은 카보네이트계 유기용매를 혼합하여 사용하는 것이 바람직할 수 있다. Among the carbonate-based organic solvents, a carbonate-based organic solvent having a high ionic conductivity and a carbonate having a high viscosity capable of appropriately controlling the viscosity of the organic solvent having a high ionic conductivity and capable of increasing the charge- Based organic solvent may be mixed and used.

구체적으로 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 고유전율의 유기용매와, 에틸메틸카보네이트, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 저점도의 유기용매를 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.

바람직하게는 상기 고유전율의 유기용매와 저점도의 유기용매를 2:8 내지 8:2의 부피비로 혼합하여 사용하는 것이 좋으며, 보다 구체적으로 에틸렌카보네이트 또는 프로필렌카보네이트; 에틸메틸카보네이트; 그리고 디메틸카보네이트 또는 디에틸카보네이트를 5:1:1 내지 2:5:3의 부피비, 일례로 3:5:2의 부피비로 혼합하여 사용할 수 있다.Preferably, the organic solvent having a high dielectric constant and the organic solvent having a low viscosity are mixed in a volume ratio of 2: 8 to 8: 2, and more specifically, ethylene carbonate or propylene carbonate; Ethyl methyl carbonate; And dimethyl carbonate or diethyl carbonate in a volume ratio of 5: 1: 1 to 2: 5: 3, for example, 3: 5: 2.

구체적인 일례로, 상기 카보네이트계 유기용매는 에틸렌 카보네이트(EC), 디에틸 카보네이트(DEC) 및 에틸메틸카보네이트(EMC)를 포함할 수 있으며, 에틸렌 카보네이트 10 내지 40 중량% 또는 15 내지 35 중량%, 20 내지 30 중량% 또는 22 내지 28 중량%; 디에틸카보네이트 15 내지 45 중량%, 20 내지 40 중량%, 25 내지 35 중량% 또는 27 내지 33 중량%; 에틸메틸카보네이트 30 내지 60 중량%, 35 내지 55 중량%, 40 내지 50 중량% 또는 42 내지 48 중량%로 혼합하여 사용할 수 있다.As a specific example, the carbonate-based organic solvent may include ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC) and ethyl methyl carbonate (EMC), and may contain 10 to 40% by weight or 15 to 35% by weight of ethylene carbonate, 20 To 30% by weight or 22 to 28% by weight; 15 to 45 wt%, 20 to 40 wt%, 25 to 35 wt%, or 27 to 33 wt% diethyl carbonate; 30 to 60% by weight, 35 to 55% by weight, 40 to 50% by weight or 42 to 48% by weight of ethylmethyl carbonate can be mixed and used.

또한, 상기 비수용매들 중 프로피오네이트계 유기용매는 일례로 프로피오네이트, 메틸프로피오네이트 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Among the non-aqueous solvents, the propionate-based organic solvent may include, for example, propionate, methyl propionate, and the like, but is not limited thereto.

본 발명의 비수전해액에 포함될 수 있는 리튬염은 일례로 LiPF6, LiClO4, LiAsF6, LiBF4, LiBF6, LiSbF6, LiAl04, LiAlCl4, LiClO4, 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 LiPF6를 사용할 수 있다. 상기 a 및 b는 일례로 1 내지 4의 정수일 수 있다.Examples of the lithium salt that can be included in the non-aqueous electrolyte of the present invention include LiPF 6 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiBF 6 , LiSbF 6 , LiAlO 4 , LiAlCl 4 , LiClO 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 ) (where a and b are natural numbers), LiCl, LiI, and LiB (C 2 O 4 ) 2 , and preferably LiPF 6 can be used. The a and b may be an integer of 1 to 4, for example.

일례로 상기 리튬염은 상기 비수전해액 내에 0.5 내지 1.5M(mol/L)의 농도로 포함될 수 있고, 바람직하게는 0.7 내지 1.3M의 농도로 포함될 수 있고, 더욱 바람직하게는 0.8 내지 1.1M의 농도로 포함될 수 있다. 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 0.5 to 1.5 M (mol / L), preferably at a concentration of 0.7 to 1.3 M, more preferably at a concentration of 0.8 to 1.1 M ≪ / RTI > Within this range, the electrolytic solution has a high conductivity because of its high conductivity, and the viscosity of the electrolytic solution is low, resulting in excellent mobility of lithium ions.

상기 비수전해액은 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.For example, the non-aqueous electrolyte may have a lithium ion conductivity of 0.3 S / m or 0.3 to 10 S / m at 25 ° C, and the cycle life characteristics of the lithium secondary battery may be further improved within the above range.

상기 비수전해액은 상기 전해액 구성 성분들 외에도 전지의 수명 특성 향상, 전지 용량 감소 억제, 전지의 방전 용량 향상 등을 목적으로 일반적으로 전해액에 사용될 수 있는 전해액 첨가제를 더 포함할 수 있다. The nonaqueous electrolyte solution may further include an electrolyte additive which can be generally used for an electrolyte solution for the purpose of improving lifetime characteristics of the battery, suppressing reduction in battery capacity, and improving discharge capacity of the battery, in addition to the components of the electrolyte solution.

상기 전해액 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), 리튬 테트라플루오로(옥살라토)포스페이트(Lithium TetraFluoro(oxalato)phosphate), 리튬 디플로오로포스페이트(Lithium Difluorophosphate), 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), 리튬 비스(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), 리튬비스(플루오로설포닐)이마이드(Lithium bis(fluorosulfonyl)imide, LiFSI), 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 electrolyte additive include glutaronitrile (GN), succinonitrile (SN), adiponitrile (AN), 4-tolunitrile, 1 , 3,6-hexanetricarbonitrile, 3,3'-thiodipropionitrile (TPN), difluoroethylenecarbonate, fluoro (3,3'-thiodipropionitrile) (Fluoromethyl carbonate), lithium (malonato oxalato) borate, LiMOB), lithium tetra fluoro (oxalato) phosphate (lithium tetra fluoro oxalato phosphate, lithium difluorophosphate, LiP (C2O4) 3, LiC (SO2CF3) 3, LiBF3 (CF3CF2), LiPF3 (CF3CF2) 3, Li2B12F12, biphenayl, cyclohexylbenzene cyclohexyl benzene, 4-fluorotoluene, Tris (methylsilyl) borate, succinic anhydride (SA), lithium bis (oxalto) borate, LiBOB, and the like. Lithium hexafluorophosphate, lithium difluoro (oxalato) borate, LiDFOB, ethylene sulfate (ESA), Fluoro Ethylene Carbonate (FEC), Vinyl Ethylene Carbonate ), Vinylene carbonate (VC), 1,3-propene sultone (PRS), 1,3-propane sultone (PS), lithium bis (Fluorosulfonyl) imide, LiFSI), maleic anhydride (MA), 1,1,2,2,3,3-hexafluoropropane-1,3- (1,1,2,2,3,3-hexafluoropropane-1,3-disulfonimide lithium salt, LiHFP), perfluorohexane-1,6-dinitrile (PFDN) Fluoro-1,3-propansultone (FPS), gamma-butyrolactone (GBL), fluoro-gamma-butyrolactone, butyrolactone, F-GBL, 2-methyl-1,3-butadiene and 2-Methyl-1,5-hexadiene. And the like.

바람직하게 본 발명의 비수전해액은 상기 전해질 첨가제들 중 리튬 비스(플루오로설포닐)이마이드(Lithium Bis(fluorosulfonyl)imide), 리튬 테트라플루오로(옥살라토)포스페이트(Lithium TetraFluoro(oxalato)phosphate), 리튬 디플로오로포스페이트(Lithium Difluorophosphate), 리튬 비스(옥살레토)보레이트(Lithium Bis(oxaleto)borate), 1,3-프로판 술톤(1,3-Propane Sultone), 1,3-프로펜 술톤(1,3-Propene Sultone), 에틸렌 술페이트(Ethylene Sulfate), 비닐렌 카보네이트(Vinylene Carbonate), 비닐 에틸렌 카보네이트(Vinyl Ethylene Carbonate) 및 플루오로 에틸렌 카보네이트(Fluoro Ethylene Carbonate)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 이를 포함함으로써 전해질의 분해 반응을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.Preferably, the non-aqueous electrolyte according to the present invention comprises lithium bis (fluorosulfonyl) imide, lithium tetrafluoro (oxalato) phosphate, lithium tetrafluoro (oxalato) phosphate, Lithium difluorophosphate, lithium bis (oxaleto) borate, 1,3-propane sultone, 1,3-propanesultone (1,3-propane sultone) 1,3-Propene Sultone, Ethylene Sulfate, Vinylene Carbonate, Vinyl Ethylene Carbonate, and Fluoro Ethylene Carbonate. And by including it, the decomposition reaction of the electrolyte can be more effectively suppressed.

또한, 상기 전해액 첨가제는 일례로 메탈플루오라이드(metal fluoride)를 포함할 수 있으며, 상기 메탈플로라이드를 상기 전해액 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.In addition, the electrolyte additive may include metal fluoride. When the metal fluoride is further included as the electrolyte additive, the influence caused by the acid generated in the vicinity of the cathode active material is reduced, It is possible to suppress the reaction between the active material and the electrolytic solution and to improve the capacity of the battery dramatically.

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, ZrF44, NbF5, SbF5, TaF5, BiF5, MoF6, ReF6, SF6, WF6, CoF2, CoF3, CrF2, CsF, ErF3, PF3, PbF3, PbF4, ThF4, TaF5 및 SeF6 으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상 일 수 있다.Specifically, the metal fluoride is selected from the group consisting of LiF, RbF, TiF, AgF, AgF2, BaF2, CaF2, CdF2, FeF2, HgF2, Hg2F2, MnF2, NiF2, PbF2, SnF2, SrF2, XeF2, ZnF2, AlF3, BF3, BiF3, The present invention is directed to a method of manufacturing a semiconductor device comprising the steps of: forming a first electrode on a substrate, forming a first electrode on the first electrode, forming a first electrode on the first electrode, forming a first electrode on the first electrode, forming a first electrode on the first electrode, As a result, it is possible to form a single-layer structure of HfF4, SiF4, SnF4, TiF4, VF4, ZrF44, NbF5, SbF5, TaF5, BiF5, MoF6, ReF6, SF6, WF6, CoF2, CoF3, CrF2, CsF, ErF3, PF3, PbF3, PbF4, ThF4, And at least one selected from the group consisting of

상기 전해액 첨가제는 일례로 상기 비수전해액 총 중량에 대하여 0.1 내지 10 중량%, 또는 0.2 내지 5 중량%로 포함할 수 있고, 이 범위 내에서 리튬 이차 전지의 사이클 수명 특성이 더욱 향상될 수 있다.The electrolyte additive may include, for example, 0.1 to 10% by weight or 0.2 to 5% by weight based on the total weight of the non-aqueous electrolyte, and the cycle life characteristics of the lithium secondary battery may be further improved within this range.

상기와 같은 조성을 갖는 본 발명에 따른 전해액은 -20℃ 내지 60℃의 넓은 온도범위에서 전해액의 분해 반응이 억제되어 가스발생량 및 내부저항 증가율이 감소함에 따라 안정성, 신뢰성이 높은 비수전해액 이차전지를 제공할 수 있다. 또한 전지의 구조 자체는 일반적인 비수전해액 이차전지와 같으므로, 제조가 용이하고 양산하기 유리하다는 이점이 있다. The electrolytic solution according to the present invention having the above composition has a stable and reliable high non-aqueous electrolyte secondary battery as the decomposition reaction of the electrolyte is suppressed in a wide temperature range of -20 캜 to 60 캜, can do. In addition, since the structure of the battery itself is the same as a general non-aqueous electrolyte secondary battery, it is advantageous in that it is easy to manufacture and is advantageous in mass production.

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. A 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 리튬 복합 금속 산화물 및 리튬 올리빈형 인산염을 사용할 수 있으며, 바람직하게 양극 활물질은 코발트, 망간, 니켈 및 철로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 NCM(리튬니켈코발트망간 산화물)을 사용할 수 있다.The cathode active material may be, for example, a conventional lithium composite metal oxide and lithium olivine phosphate used in a lithium secondary battery. Preferably, the cathode active material includes at least one metal selected from the group consisting of cobalt, manganese, nickel and iron And more preferably, NCM (lithium nickel cobalt manganese oxide) can be used.

구체적인 예로 양극 활물질은 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 a specific example, the cathode active material may be a lithium composite metal oxide in the form of Li [Ni x Co 1-x y Mn y ] O 2 (where 0 <x <0.5, 0 <y <0.5). 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(deintercalation)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.

또한, 양극 활물질들 중에서 리튬 올리빈형 인산염은 일례로, 철, 코발트, 니켈 및 망간으로부터 선택되는 1종 또는 그 이상을 포함하는 것이 바람직할 수 있으며, 구체적으로 LiFePO4, LiCoPO4 및 LiMnPO4 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 리튬 올리빈형 인산염의 일부 금속이 다른 금속으로 치환된 화합물도 가능할 수 있다.In addition, the lithium olivine-type phosphate among the positive electrode active material for example, iron, cobalt, may be desirable to include one or more selected from nickel and manganese, and the like Specifically, LiFePO 4, LiCoPO 4 and LiMnPO 4 . Also, a compound in which a part of the metal of the lithium olivine phosphate is substituted with another metal may be possible.

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 활물질은 일례로 주석, 주석 화합물, 규소, 규소 화합물, 타이타늄산리튬, 결정질 탄소, 비정질 탄소, 인조 흑연 및 천연 흑연으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.The negative electrode active material may include at least one selected from the group consisting of tin, a tin compound, silicon, a silicon compound, lithium titanate, crystalline carbon, amorphous carbon, artificial graphite and natural graphite.

본 기재에서 주석 화합물 또는 규소 화합물은 각각 주석 또는 규소와 1종 이상의 다른 화학원소가 결합된 화합물이다.In the present description, the tin compound or the silicon compound is a compound in which tin or silicon is combined with at least one other chemical element, respectively.

또한, 상기 결정질 탄소, 비정질 탄소, 흑연 등을 포함하는 탄소질 재료 이외에, 리튬과 합금화가 가능한 금속질 화합물, 또는 금속질 화합물과 탄소질 재료를 포함하는 복합물도 음극 활물질로 사용할 수 있다. 일례로 그라파이트(graphite)일 수 있다.Further, in addition to the carbonaceous material including crystalline carbon, amorphous carbon, graphite and the like, 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.

일례로, 전술한 양극과 음극 사이에 세퍼레이터를 위치시켜 셀에 삽입한 다음 비수전해액을 주입하고 실링하여 전지 조립체를 완성할 수 있다. 이때 상술한 비수전해액, 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, a battery assembly may be completed by inserting a separator between the positive electrode and the negative electrode, inserting the separator into the cell, and injecting and sealing the non-aqueous electrolyte. The lithium secondary battery including the non-aqueous electrolyte, the positive electrode, the negative electrode, and the separator may include a unit cell having a positive electrode / separator / negative electrode structure, a bi-cell having a positive electrode / separator / negative electrode / separator / It is a matter of fact that the structure of the laminated cell in which the structure of the cell is repeated can be formed.

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 비수전해액은 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 non-aqueous electrolyte 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 비수전해액을 포함하는 리튬 이차전지는 특히 45 이상, 일례로 45 ℃ 내지 60 ℃의 고온에서 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 including the non-aqueous electrolyte according to the present invention can improve lifetime characteristics particularly at a high temperature of 45 占 폚 or higher, for example, 45 占 폚 to 60 占 폚, and can be used for portable devices such as mobile phones, notebook computers, digital cameras, , A hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (HEV, PHEV), and a medium to large-sized energy storage system.

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.

실시예Example 1 One

비수전해액의Non-aqueous electrolyte 제조 Produce

에틸렌 카보네이트(EC), 에틸메틸카보네이트(EMC), 그리고 디메틸카보네이트(DEC)의 혼합용액(부피비: EC/EMC/DEC = 3/5/2)에 LiPF6 1.0M가 되도록 첨가한 후, 이 혼합용액 총 100 중량부에 대하여 1.0 중량부의 LiTFOP(리튬 테트라플루오로(옥살라토)포스페이트), 하기 [화학식 a]로 표시되는 트리알릴 포스페이트 0.5 중량부, 퍼플루오로헥산-1,6-디니트릴 0.3 중량부를 첨가하여 비수전해액을 제조하였다. Was added to a mixed solution (volume ratio: EC / EMC / DEC = 3/5/2) of ethylene carbonate (EC), ethylmethyl carbonate (EMC) and dimethyl carbonate (DEC) so that LiPF6 was 1.0 M, 1.0 part by weight of LiTFOP (lithium tetrafluoro (oxalato) phosphate), 0.5 part by weight of triallyl phosphate represented by the following formula (a), 10 parts by weight of perfluorohexane-1,6-dinitrile 0.3 part by weight were added to prepare a nonaqueous electrolytic solution.

[화학식 a](A)

Figure pat00003
Figure pat00003

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.

상기와 같이 준비된 양극 및 음극과 앞서 제조해둔 전해액을 이용하여 알루미늄 파우치 형태(Al-pouch-type)의 리튬 이차 전지를 제조하였다.An Al-pouch-type lithium secondary battery was prepared using the prepared anode and cathode and the previously prepared electrolyte solution.

실시예Example 2 2

실시예 1의 비수전해액 제조 과정에서 퍼플루오로헥산-1,6-디니트릴 0.3 중량부를 퍼플루오로세바코니트릴 0.5 중량부로 대체한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 리튬 이차전지를 제조하였다. The procedure of Example 1 was repeated except that 0.3 part by weight of perfluorohexane-1,6-dinitrile was replaced by 0.5 part by weight of perfluorocycononitrile in the preparation of the non-aqueous electrolyte of Example 1, .

실시예Example 3 3

실시예 1의 비수전해액 제조 과정에서 퍼플루오로헥산-1,6-디니트릴 0.3 중량부를 3-플루오로-1,3-프로판 술톤 0.5 중량부로 대체한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 이차전지를 제조하였다. In the same manner as in Example 1 except that 0.3 part by weight of perfluorohexane-1,6-dinitrile was replaced by 0.5 part by weight of 3-fluoro-1,3-propanesultone in the preparation of the non-aqueous electrolyte of Example 1 Thereby preparing a secondary battery.

실시예Example 4 4

실시예 1의 비수전해액 제조 과정에서 트리알릴 포스페이트 0.5 중량부를 하기 [화학식 b]로 표시되는 트리알릴 포스파이트 0.5 중량부로 대체한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 이차전지를 제조하였다.A secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1 except that 0.5 part by weight of triallyl phosphate was replaced with 0.5 part by weight of triallylphosphite represented by the following formula (b) in the preparation of the non-aqueous electrolyte of Example 1 .

[화학식 b][Formula b]

Figure pat00004
Figure pat00004

실시예Example 5 5

실시예 2의 비수전해액 제조 과정에서 트리알릴 포스페이트 0.5 중량부를 상기 [화학식 b]로 표시되는 트리알릴 포스파이트 0.5 중량부로 대체한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하여 이차전지를 제조하였다.A secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 2 except that 0.5 part by weight of triallyl phosphate was replaced by 0.5 part by weight of triallyl phosphite represented by the above formula (b) in the preparation of the nonaqueous electrolyte of Example 2 .

실시예Example 6 6

실시예 3의 비수전해액 제조 과정에서 트리알릴 포스페이트 0.5 중량부를 상기 [화학식 b]로 표시되는 트리알릴 포스파이트 0.5 중량부로 대체한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 실시하여 이차전지를 제조하였다.A secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 3 except that 0.5 part by weight of triallyl phosphate was replaced with 0.5 part by weight of triallyl phosphite represented by the above formula (b) in the preparation of the nonaqueous electrolyte of Example 3 .

비교예Comparative Example 1 One

상기 실시예 1의 전해질 제조 과정에서 트리알릴 포스페이트와 퍼플루오로헥산-1,6-디니트릴의 첨가를 생략하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다. A lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1, except that the addition of triallyl phosphate and perfluorohexane-1,6-dinitrile was omitted in the electrolyte preparation of Example 1 above.

비교예Comparative Example 2 2

상기 실시예 1의 전해질 제조 과정에서 퍼플루오로헥산-1,6-디니트릴의 첨가를 생략하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다. A lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1, except that the addition of perfluorohexane-1,6-dinitrile was omitted in the electrolyte preparation of Example 1.

비교예Comparative Example 3 3

상기 실시예 4의 전해질 제조 과정에서 퍼플루오로헥산-1,6-디니트릴의 첨가를 생략하는 것을 제외하고는 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다. A lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 4, except that the addition of perfluorohexane-1,6-dinitrile was omitted in the electrolyte preparation of Example 4.

비교예Comparative Example 4 4

상기 실시예 1의 전해질 제조 과정에서 트리알릴 포스파이트의 첨가를 생략하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다. A lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1, except that the addition of triallyl phosphite was omitted in the electrolyte preparation process of Example 1.

비교예Comparative Example 5 5

상기 실시예 2의 전해질 제조 과정에서 트리알릴 포스파이트의 첨가를 생략하는 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다. A lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 2 except that the addition of triallyl phosphite was omitted in the electrolyte preparation process of Example 2.

비교예Comparative Example 6 6

상기 실시예 3의 전해질 제조 과정에서 트리알릴 포스파이트의 첨가를 생략하는 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다. A lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 3, except that the addition of triallyl phosphite was omitted in the electrolyte preparation of Example 3.

[실험예][Experimental Example]

실험예Experimental Example 1: 고온 수명특성 평가 1: Evaluation of high-temperature lifetime characteristics

상기 실시예 1-6 및 비교예 1-6의 비수전해액을 사용하여 제작된 910mAh 용량의 전지를 고온(45℃)에서 1820mA(CC/CV)로 4.2V까지 충전 후 10분의 휴지(휴식)시간을 갖고, 1820mA(CC)로 2.7V까지 방전 후, 다시 10분의 휴지시간을 가졌다. 이 과정을 100회 반복하여 용량(mAh) 및 효율(efficiency, %)을 측정하였으며, 하기 표 1에 초기에 측정된 용량 및 효율과 100회 반복 후 측정된 용량 및 효율을 나타내었다. A battery having a capacity of 910 mAh manufactured using the non-aqueous electrolyte of Examples 1-6 and Comparative Example 1-6 was charged to 4.2 V at 1820 mA (CC / CV) at a high temperature (45 ° C) After discharging to 2.7V at 1820mA (CC), it had a downtime of 10 minutes again. This procedure was repeated 100 times to measure the capacity (mAh) and efficiency (%). The initial capacity and efficiency measured in the following Table 1 and the capacity and efficiency measured after 100 cycles were shown.

1cycle 방전용량(mAh)1 cycle discharge capacity (mAh) 100cycle 방전용량(mAh)100 cycle discharge capacity (mAh) 효율(%)efficiency(%) 실시예1Example 1 919.3919.3 871.0871.0 94.794.7 실시예2Example 2 933.1933.1 878.7878.7 94.294.2 실시예3Example 3 930.2930.2 868.5868.5 93.493.4 실시예 4Example 4 922.1922.1 861.4861.4 93.493.4 실시예 5Example 5 934.9934.9 870.0870.0 93.193.1 실시예6Example 6 932.8932.8 867.1867.1 93.093.0 비교예1Comparative Example 1 926.0926.0 850.0850.0 91.891.8 비교예 2Comparative Example 2 926.4926.4 849.0849.0 91.791.7 비교예 3Comparative Example 3 923.4923.4 846.9846.9 91.791.7 비교예 4Comparative Example 4 928.2928.2 850.8850.8 91.791.7 비교예 5Comparative Example 5 928.7928.7 850.8850.8 91.691.6 비교예 6Comparative Example 6 932.8932.8 853.7853.7 91.591.5

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 기재에 따른 리튬 이차전지(실시예 1 내지 6)는 본 기재에 따르지 않은 비교예 1 내지 6 대비 고온(45℃)에서 100사이클 방전용량 및 효율이 더 우수한 것을 확인할 수 있다. 특히, 비수전해액 제조 시 트리알릴 포스파이트와 퍼플루오로펙산-1,6-디니트릴을 조합하여 사용한 실시예 1은 고온 수명 특성이 가장 우수한 것을 확인할 수 있다. As shown in Table 1, the lithium secondary batteries (Examples 1 to 6) according to the present invention had better 100-cycle discharge capacity and efficiency at high temperature (45 ° C) than Comparative Examples 1 to 6 Can be confirmed. Particularly, it can be confirmed that Example 1 using triallyl phosphite and perfluoropec-acid-1,6-dinitrile in combination in the production of a non-aqueous electrolyte has the best high-temperature lifetime characteristics.

또한, 비교예 1 내지 6의 결과를 참조하면, 인계 화합물과 유기 불소 화합물 중 어느 하나의 화합물만 사용한 비교예 2 내지 6의 경우, 상기 화합물들을 전혀 사용하지 않은 비교예 1 대비 효율 및 방전용량이 낮은 것을 확인할 수 있다.In addition, referring to the results of Comparative Examples 1 to 6, in the case of Comparative Examples 2 to 6 in which only one of the phosphorus compound and the organic fluorine compound was used, the efficiency and the discharge capacity as compared with Comparative Example 1, Can be confirmed.

실험예Experimental Example 2: 고온 방치에 의한 회복용량 평가 2: Evaluation of recovery capacity by high temperature neglect

상기 실시예 1-6 및 비교예 1-6의 비수전해액을 사용하여 제작된 910mAh 전지를 상온(25℃)에서 910mA(CC/CV)로 4.2V까지 충전한 후, 910mA(CC)로 2.7V까지 방전하여 방전용량을 측정하였다. 다시 동일한 방법으로 4.2V까지 충전하여 60℃에서 30일간 방치한 후, 상온에서 2.7V로 방전하여 1시간 동안 에이징(aging)한 뒤에 다시 4.2V로 충전한 후 2.7V로 방전하여 방전용량(1C)을 측정하였다. 하기 표 2 및 도 2에 초기에 측정된 용량 및 30일 방치 후 측정된 용량을 나타내었다.A 910 mAh battery manufactured using the non-aqueous electrolyte of Example 1-6 and Comparative Example 1-6 was charged to 4.2 V at 910 mA (CC / CV) at room temperature (25 ° C) And the discharge capacity was measured. The battery was charged to 4.2 V by the same method, left at 60 ° C. for 30 days, discharged at 2.7 V at room temperature, aged for 1 hour, charged again to 4.2 V, discharged at 2.7 V, ) Were measured. The initial measured capacity and the capacity measured after 30 days of storage are shown in Table 2 and FIG. 2 below.

초기 방전용량(mAh)The initial discharge capacity (mAh) 30일 후 방전용량(mAh)Discharge capacity after 30 days (mAh) 효율(%)efficiency(%) 실시예1Example 1 928.5928.5 862.7862.7 92.9 92.9 실시예2Example 2 933.2933.2 864.5864.5 92.6 92.6 실시예3Example 3 925.4925.4 851.3851.3 92.0 92.0 실시예 4Example 4 929.7929.7 854.1854.1 91.9 91.9 실시예 5Example 5 936.1936.1 857.1857.1 91.6 91.6 실시예6Example 6 937.3937.3 858.6858.6 91.6 91.6 비교예1Comparative Example 1 936.0936.0 850.2850.2 90.8 90.8 비교예 2Comparative Example 2 938.1938.1 852.4852.4 90.9 90.9 비교예 3Comparative Example 3 934.8934.8 846.8846.8 90.6 90.6 비교예 4Comparative Example 4 935.0935.0 834.7834.7 89.3 89.3 비교예 5Comparative Example 5 927.2927.2 844.0844.0 91.0 91.0 비교예 6Comparative Example 6 931.2931.2 847.6847.6 91.0 91.0

상기 표 2 및 도 2에서 보는 바와 같이, 인계 화합물과 유기 불소 화합물을 특정 조합으로 사용한 비수전해액으로 제작된 리튬 이차전지(실시예 1 내지 6)는 그렇지 않은 비교예 1 내지 6 대비 고온(60℃) 방치 효율이 더욱 우수한 것을 확인할 수 있다. As shown in Table 2 and FIG. 2, the lithium secondary batteries (Examples 1 to 6) made of a non-aqueous electrolyte using a phosphorus compound and an organic fluorine compound in specific combinations had a high temperature ) Is more excellent.

또한, 인계 화합물과 유기 불소 화합물을 조합하여 사용한 실시예 1 내지 6의 전지는 고온에서 30일 방치 후 용량의 저하 정도가 비교예 1 내지 6 대비 작으며, 본 기재의 비수전해액을 사용할 경우 전지의 회복용량이 개선될 수 있음을 알 수 있다. Further, the batteries of Examples 1 to 6, in which the phosphorus compound and the organic fluorine compound were used in combination, had a lower degree of capacity reduction after 30 days of storage at a high temperature than Comparative Examples 1 to 6. In the case of using the non- It can be seen that the recovery capacity can be improved.

실험예Experimental Example 3: 고온 방치에 의한 저항 평가 3: Evaluation of the resistance by leaving the high temperature

상기 실시예 1-6 및 비교예 1-6의 비수전해액을 사용하여 제작된 910mAh 전지를 상온(25℃)에서 910mA(CC/CV)로 4.2V까지 충전한 후, 910mA(CC)로 2.7V까지 방전하여 내부저항을 측정하였다. 다시 동일한 방법으로 4.2V까지 충전하여 60℃에서 30일간 방치한 후, 상온에서 2.7V로 방전하여 1시간 동안 에이징(aging)한 뒤에 다시 4.2V로 충전한 후 2.7V로 방전하여 내부저항을 측정하였다. 하기 표 3 및 도 3에 초기 및 30일 방치 후 측정된 저항 값과 이의 증가율을 나타내었다.A 910 mAh battery manufactured using the non-aqueous electrolyte of Example 1-6 and Comparative Example 1-6 was charged to 4.2 V at 910 mA (CC / CV) at room temperature (25 ° C) And the internal resistance was measured. The battery was charged to 4.2 V by the same method, left at 60 ° C. for 30 days, discharged at 2.7 V at room temperature, aged for 1 hour, charged again to 4.2 V, discharged at 2.7 V, Respectively. In Table 3 and FIG. 3, resistance values measured after initial and 30-day standing and their increasing rates are shown.

초기 내부저항(mΩ)Initial internal resistance (mΩ) 30일 후 내부저항(mΩ)Internal resistance (mΩ) after 30 days 증가율(%)Growth rate (%) 실시예1Example 1 39.239.2 65.865.8 168.0168.0 실시예2Example 2 39.239.2 67.267.2 171.5171.5 실시예3Example 3 41.941.9 73.573.5 175.6175.6 실시예 4Example 4 41.441.4 73.973.9 178.6178.6 실시예 5Example 5 39.239.2 64.964.9 165.8165.8 실시예6Example 6 39.639.6 66.766.7 168.3168.3 비교예1Comparative Example 1 42.342.3 89.789.7 212.0212.0 비교예 2Comparative Example 2 43.243.2 85.285.2 197.1197.1 비교예 3Comparative Example 3 39.639.6 73.073.0 184.4184.4 비교예 4Comparative Example 4 40.540.5 71.271.2 175.9175.9 비교예 5Comparative Example 5 44.144.1 96.596.5 218.7218.7 비교예 6Comparative Example 6 43.243.2 92.492.4 213.8213.8

상기 표 3과 도 3에서 보는 바와 같이, 본 기재에 따른 리튬 이차전지(실시예 1 내지 6)는 비교예 1 내지 6 대비 고온(60℃) 방치 시 초기 저항은 높지만 30일 후 저항 증가율이 훨씬 낮은 것을 확인할 수 있다.As shown in Table 3 and FIG. 3, the lithium secondary batteries (Examples 1 to 6) according to the present invention had a higher initial resistance at a high temperature (60 ° C) compared to Comparative Examples 1 to 6, Can be confirmed.

특히, 트리알릴 포스파이트와 퍼플루오로세바코니트릴을 조합하여 사용할 경우(실시예 5) 저항 증가율이 더욱 낮은 것을 확인할 수 있었으며, 저항 증가율 감소 효과는 인계 화합물과 유기 불소 화합물을 조합하여 사용할 경우에 더욱 효과적인 것을 확인할 수 있었다. Particularly, it was confirmed that the resistance increase rate was even lower when triallylphosphite and perfluorocerbanonitrile were used in combination (Example 5). The effect of decreasing the rate of resistance increase was obtained when a phosphorus compound and an organic fluorine compound were used in combination And it was confirmed that it was more effective.

Claims (20)

비수용매; 리튬염; 전해액 첨가제; 3개 이상의 알릴기를 함유하는 인계 화합물; 및 질소 또는 황을 함유하는 유기 불소 화합물을 포함하되, 상기 질소 또는 황을 함유하는 유기 불소 화합물은 0.1 내지 3 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 비수전해액.Nonaqueous solvent; Lithium salts; Electrolyte additive; Phosphorus compounds containing at least 3 allyl groups; And an organic fluorine compound containing nitrogen or sulfur, wherein the nitrogen or sulfur-containing organic fluorine compound is contained in an amount of 0.1 to 3% by weight. 제1항에 있어서,
상기 비수용매는 카보네이트계 유기용매 또는 프로피오네이트계 유기용매인 것을 특징으로 하는 비수전해액.
The method according to claim 1,
Wherein the non-aqueous solvent is a carbonate-based organic solvent or a propionate-based organic solvent.
제2항에 있어서,
상기 카보네이트계 유기용매는 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC), 비닐렌 카보네이트(VC), 디메틸카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디프로필 카보네이트(DPC), 에틸메틸카보네이트(EMC), 메틸에틸 카보네이트(MEC), 플루오로에틸렌카보네이트(FEC), 메틸프로필카보네이트(MPC) 및 에틸프로필 카보네이트(EPC)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 비수전해액.
3. The method of claim 2,
The carbonate-based organic solvent may be at least one selected from the group consisting of ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), vinylene carbonate (VC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC) ), Ethylmethyl carbonate (EMC), methyl ethyl carbonate (MEC), fluoroethylene carbonate (FEC), methyl propyl carbonate (MPC) and ethyl propyl carbonate (EPC) Electrolytic solution.
제3항에 있어서,
상기 카보네이트계 유기용매는 에틸렌 카보네이트(EC), 디에틸 카보네이트(DEC) 및 에틸메틸카보네이트(EMC)를 포함하는 것을 특징으로 하는 비수전해액.
The method of claim 3,
Wherein the carbonate-based organic solvent comprises ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and ethyl methyl carbonate (EMC).
제4항에 있어서,
상기 카보네이트계 유기용매는 에틸렌 카보네이트(EC) 10 내지 40 중량%, 디에틸 카보네이트(DEC) 15 내지 45 중량% 및 에틸메틸카보네이트(EMC) 30 내지 60 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 비수전해액.
5. The method of claim 4,
Wherein the carbonate-based organic solvent comprises 10 to 40 wt% of ethylene carbonate (EC), 15 to 45 wt% of diethyl carbonate (DEC), and 30 to 60 wt% of ethylmethyl carbonate (EMC).
제1항에 있어서,
상기 리튬염은 LiPF6, LiClO4, LiAsF6, LiBF4, LiBF6, LiSbF6, LiAl04, LiAlCl4, LiClO4, 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 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 비수전해액.
The method according to claim 1,
The lithium salt is LiPF 6, LiClO 4, LiAsF 6 , LiBF 4, LiBF 6, LiSbF 6, LiAl0 4, LiAlCl 4, LiClO 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 ) A natural number), LiCl, LiI, and LiB (C 2 O 4 ) 2 .
제1항에 있어서,
상기 리튬염은 0.5 내지 1.5M(mol/L)로 포함되는 것을 특징으로 하는 비수전해액.
The method according to claim 1,
Wherein the lithium salt is contained in an amount of 0.5 to 1.5 M (mol / L).
제1항에 있어서,
상기 전해액 첨가제는 리튬 비스(플루오로설포닐)이마이드(Lithium Bis(fluorosulfonyl)imide), 리튬 테트라플루오로(옥살라토)포스페이트(Lithium TetraFluoro(oxalato)phosphate), 리튬 디플로오로포스페이트(Lithium Difluorophosphate), 리튬 비스(옥살레토)보레이트(Lithium Bis(oxaleto)borate), 1,3-프로판 술톤(1,3-Propane Sultone), 1,3-프로펜 술톤(1,3-Propene Sultone), 에틸렌 술페이트(Ethylene Sulfate), 비닐렌 카보네이트(Vinylene Carbonate), 비닐 에틸렌 카보네이트(Vinyl Ethylene Carbonate) 및 플루오로 에틸렌 카보네이트(Fluoro Ethylene Carbonate)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 비수전해액.
The method according to claim 1,
The electrolyte additive may be selected from the group consisting of lithium bis (fluorosulfonyl) imide, lithium tetrafluoro (oxalato) phosphate, lithium difluorophosphate ), Lithium bis (oxaleto borate), 1,3-propane sultone, 1,3-propene sultone, ethylene Wherein the electrolyte is at least one selected from the group consisting of ethylene sulfates, vinylene carbonates, vinyl ethylene carbonate and fluoro ethylene carbonate.
제1항에 있어서,
상기 전해액 첨가제는 0.1 내지 10 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 비수전해액.
The method according to claim 1,
And the electrolyte additive is contained in an amount of 0.1 to 10% by weight.
제1항에 있어서,
상기 3개 이상의 알릴기를 함유하는 인계 화합물은 트리알릴 포스페이트(triallyl phosphate), 트리알릴 포스파이트(triallyl phosphite) 1종 이상인 것을 특징으로 하는 비수전해액.
The method according to claim 1,
Wherein the phosphorus compound containing at least three allyl groups is at least one of triallyl phosphate and triallyl phosphite.
제1항에 있어서,
상기 3개 이상의 알릴기를 함유하는 인계 화합물은 0.1 내지 3 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 비수전해액.
The method according to claim 1,
Wherein the phosphorus compound containing at least 3 allyl groups is contained in an amount of 0.1 to 3% by weight.
제1항에 있어서,
상기 질소 또는 황을 함유하는 유기 불소 화합물은 퍼플루오로니트릴 화합물(perfluoronitrile compounds), 플루오로술톤 화합물(fluorosulton compounds) 또는 이들의 혼합인 것을 특징으로 하는 비수전해액.
The method according to claim 1,
Wherein the organic fluorine compound containing nitrogen or sulfur is perfluoronitrile compounds, fluorosulton compounds or a mixture thereof.
제12항에 있어서,
상기 퍼플루오로니트릴 화합물은 하기 화학식 1
[화학식 1]
Figure pat00005

(상기 화학식 1에서, n은 1 내지 10의 정수이다.)로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 비수전해액.
13. The method of claim 12,
The perfluoronitrile compound is represented by the following general formula
[Chemical Formula 1]
Figure pat00005

(Wherein, in the general formula (1), n is an integer of 1 to 10).
제13항에 있어서,
상기 퍼플루오로니트릴 화합물은 퍼플루오로헥산-1,6-디니트릴(perfluorohexane-1,6-dinitrile) 또는 퍼플루오로세바코니트릴(perfluorosebaconitrile)인 것을 특징으로 하는 비수전해액.
14. The method of claim 13,
Wherein the perfluoronitrile compound is perfluorohexane-1,6-dinitrile or perfluorosubcononitrile. The non-aqueous electrolyte according to claim 1, wherein the perfluoro nitrile compound is perfluorohexane-1,6-dinitrile or perfluorosubcononitrile.
제12항에 있어서,
상기 퍼플루오로니트릴 화합물은 0.1 내지 2 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 비수전해액.
13. The method of claim 12,
Wherein the perfluoronitrile compound is contained in an amount of 0.1 to 2% by weight.
제12항에 있어서,
상기 플루오로술톤 화합물은 하기 화학식 2
[화학식 2]
Figure pat00006

(상기 화학식 2에서, R1, R2, R3, R4, R5 및 R6은 서로 같거나 상이하고, 독립적으로 R1, R2, R3, R4, R5 및 R6 중 적어도 1개는 불소이며, 나머지는 수소 또는 탄소수 1 내지 2개의 알킬기 중에서 선택된다.)으로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 비수전해액.
13. The method of claim 12,
The fluorosulfone compound is represented by the following general formula
(2)
Figure pat00006

Wherein at least one of R 1, R 2, R 3, R 4, R 5 and R 6 is fluorine and the others are hydrogen or a C 1 -C 6 alkyl group, 1 &gt; to 2 &lt; / RTI &gt; alkyl groups). &Lt; / RTI &gt;
제16항에 있어서,
상기 플루오로술톤 화합물은 3-플루오로-1,3-프로판 술톤(3-fluoro-1,3-propane sultone)인 것을 특징으로 하는 비수전해액.
17. The method of claim 16,
Wherein the fluorosulfonic compound is 3-fluoro-1,3-propane sultone.
제12항에 있어서,
상기 플루오로술톤 화합물은 0.1 내지 3 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 비수전해액.
13. The method of claim 12,
And the fluorosulphon compound is contained in an amount of 0.1 to 3% by weight.
양극; 음극; 세퍼레이터; 및 비수전해액을 포함하되,
상기 양극은 리튬 복합 금속 산화물 및 리튬 올리빈형 인산염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 양극 활물질을 포함하고, 상기 음극은 주석, 주석 화합물, 규소, 규소 화합물, 타이타늄산리튬, 결정질 탄소, 비정질 탄소, 인조 흑연 및 천연 흑연으로 이루어진 군으로부터 선택되는 음극 활물질을 포함하며, 상기 비수전해액은 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항의 전해액인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
anode; cathode; A separator; And a nonaqueous electrolytic solution,
Wherein the anode comprises a cathode active material selected from the group consisting of lithium composite metal oxides and lithium olivine phosphates and wherein the cathode is selected from the group consisting of tin, tin compounds, silicon, silicon compounds, lithium titanate, crystalline carbon, amorphous carbon, Natural graphite, and the non-aqueous electrolyte is the electrolyte according to any one of claims 1 to 18.
제19항에 있어서,
상기 양극 활물질은 코발트, 망간, 니켈 및 철로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지.
20. The method of claim 19,
Wherein the positive electrode active material comprises at least one selected from the group consisting of cobalt, manganese, nickel and iron.
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