KR20200002167A - Electrolyte composition for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the same - Google Patents

Electrolyte composition for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the same Download PDF

Info

Publication number
KR20200002167A
KR20200002167A KR1020180075367A KR20180075367A KR20200002167A KR 20200002167 A KR20200002167 A KR 20200002167A KR 1020180075367 A KR1020180075367 A KR 1020180075367A KR 20180075367 A KR20180075367 A KR 20180075367A KR 20200002167 A KR20200002167 A KR 20200002167A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lithium
secondary battery
lithium secondary
carbonate
electrolyte composition
Prior art date
Application number
KR1020180075367A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
최남순
한정구
정민영
Original Assignee
울산과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 울산과학기술원 filed Critical 울산과학기술원
Priority to KR1020180075367A priority Critical patent/KR20200002167A/en
Publication of KR20200002167A publication Critical patent/KR20200002167A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566Liquid materials
    • H01M10/0568Liquid materials characterised by the solutes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566Liquid materials
    • H01M10/0567Liquid materials characterised by the additives
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566Liquid materials
    • H01M10/0569Liquid materials characterised by the solvents
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

The present invention relates to an electrolyte composition for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery including an electrolyte solution prepared from the electrolyte composition. The purpose of the present invention is to provide an electrolyte composition for a lithium secondary battery, which is capable of providing an electrolyte comprising an additive which can inhibit the formation of a by-product capable of acting as damage or resistance of an electrode interface due to HF by effectively removing HF formed by hydrolysis of LiPF6. The electrolyte composition for the lithium secondary battery comprises: a lithium salt including one selected from the group consisting of LiPF_6, LiClO_4, LiBF_4, LiFSI, LiTFSI, LiSO_3CF_3, LiPO_2F_2, lithium bis(oxalate)borate (LiBOB), lithium difluoro(oxalate)borate (LiFOB), lithium difluoro(bisoxalato) phosphate (LiDFBP), lithium tetrafluoro(oxalate) phosphate (LiTFOP), lithium fluoromalonato(difluoro) borate (LiFMDFB), and mixtures thereof; a carbonate-based solvent; and a side reaction inhibitor.

Description

리튬 이차전지용 전해질 조성물 및 이를 이용한 리튬 이차전지 {ELECTROLYTE COMPOSITION FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY AND LITHIUM SECONDARY BATTERY USING THE SAME}ELECTROLYTE COMPOSITION FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY AND LITHIUM SECONDARY BATTERY USING THE SAME

본 발명은, 리튬 이차전지용 전해질 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부반응을 억제할 수 있는 기능성 리튬 이차전지용 전해질 조성물의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electrolyte composition for lithium secondary batteries, and more particularly to a method for producing an electrolyte composition for functional lithium secondary batteries that can suppress side reactions.

오늘날 스마트 폰, 태블릿 PC 등 휴대용기기는 우리의 일상생활 속에 깊숙이 침투하면서 점점 생활에 없어서는 안 될 필수적인 존재로 자리 잡고 있다. 이는 모든 전지(battery) 기술부분의 진보 덕분이라 해도 과언이 아니다. 특히, 리튬 이차 전지는 1991년 양산이 시작된 이래 높은 에너지 밀도와 출력전압이라는 우수성을 무기로 휴대전화, 노트북 PC 등의 모바일 기기의 보급과 함께 주전원으로 급속히 발전해왔다.Today, portable devices such as smartphones and tablet PCs are deeply penetrating into our daily lives, and are becoming more and more essential to life. This is due to advances in all battery technology. In particular, since the mass production of lithium secondary batteries began in 1991, the lithium secondary battery has rapidly developed into a main power source with the spread of mobile devices such as mobile phones and notebook PCs with the superiority of high energy density and output voltage.

리튬 이차전지는 휴대형 전자 제품의 전원으로서 상업적 성공을 거두었을 뿐만 아니라, 전동 공구용 전원시장에 성공적으로 진출하였다. 그리고, 향후 전기 자동차 및 전력 저장용 시장으로 본격적인 확대를 추진하면서 그 저변을 넓혀가고 있다. Lithium secondary batteries have not only achieved commercial success as a power source for portable electronic products, but also successfully entered the power tool market. In addition, it is expanding its base while pushing forward expansion to the electric vehicle and power storage market in the future.

지속적인 시장 확대를 위해서는 고에너지밀도, 고출력방전, 안전성의 동시 확보와 아울러 급속 충전 특성을 확보하는 게 급선무인데, 현재 전 세계적으로 리튬 이차전지의 급속 충전 성능 개발 방향은 대부분 전극 재료 개발에 초점을 맞추어 연구가 진행 중이며, 급속 충전 성능 개발을 위한 전해액 부분의 연구는 거의 이루어지고 있지 않다. 현 전지 시스템은 에너지 밀도를 높이기 위하여 전극의 두께와 밀도를 증가시켜 사용하고 있으며, 두께와 밀도가 높은 전극에 기존의 상용화된 전해액을 사용할 경우 전해액의 함침이 되지 않은 영역들이 존재하여 전지의 저항을 증가시키는 문제가 발생하게 된다. In order to continuously expand the market, it is urgent to simultaneously secure high energy density, high output discharge and safety, and to secure fast charging characteristics. Currently, the direction of rapid charging performance development of lithium secondary batteries around the world is focused on electrode material development. Research is underway, and little research has been done on the electrolyte portion to develop fast charge performance. The current battery system is increasing the thickness and density of the electrode to increase the energy density, and when using a conventionally commercialized electrolyte solution on the electrode with a high thickness and density, there are areas that are not impregnated with the electrolyte solution to reduce the battery resistance There is a problem of increasing.

뿐만 아니라, 현재 상용화 된 LiPF6 염은 전지 내에 수분에 의하여 가수분해되어, HF를 형성시키고 HF는 양/음극 계면의 열화를 촉진시키는 문제를 발생시키게 된다. 예를 들어, 양극 표면의 전해액의 분해로 인하여 형성된 Li2CO3 등과 반응하여 양극 표면에 저항층으로 작용하는 LiF를 형성시키는 문제점이 있다. 또한, 양극으로부터 전이금속을 용출 시키는 주된 원인 물질이며, 용출된 전이금속이 음극 표면에 퇴적되어 음극 표면의 열화도 일으키는 문제가 발생된다. 즉, HF는 양/음극 계면의 열화를 촉진시켜 전지의 전기화학적 성능을 저하시키는 주된 물질이라고 할 수 있다. In addition, currently commercially available LiPF 6 salts are hydrolyzed by moisture in the cell, resulting in the formation of HF and the problem of HF promoting degradation of the positive / cathode interface. For example, there is a problem of forming LiF acting as a resistive layer on the surface of the anode by reacting with Li 2 CO 3 formed due to decomposition of the electrolyte on the surface of the anode. In addition, it is the main cause of eluting the transition metal from the anode, the problem is that the eluted transition metal is deposited on the surface of the negative electrode, causing deterioration of the surface of the negative electrode. In other words, HF can be said to be a major material that promotes deterioration of the positive / cathode interface and degrades the electrochemical performance of the battery.

기존의 상용화된 전해액을 사용하여 급속 충전을 진행할 경우, 전극 표면에 리튬이온을 수월하게 이동시킬 수 있는 피막이 형성되지 않아 전극 계면에서의 전하이동저항이 증가하여 셀 성능이 급격하게 저하되는 문제가 발생하고, 고에너지 밀도의 전지를 개발하기 위해 전지의 작동 전압을 증가시키는 연구가 진행되고 있으나, 현재 상용화된 전해액은 저전압 및 고전압에서의 안정성이 저하되고, 양/음극-전해액 계면의 저항이 증가하는 문제가 있다. 이에 따라서, 급속 충전시 전해액의 함침성 저하, 리튬 이온이동 저하 및 저/고전압에서의 전해액 분해, 양/음극에서의 저항물질 형성 등의 문제들을 해결하기 위하여 급속 충전용 전해액 개발이 필요한 실정이다. In the case of rapid charging using a conventionally available electrolytic solution, a film for easily transferring lithium ions is not formed on the surface of the electrode, thereby increasing the charge transfer resistance at the electrode interface, thereby causing a sharp decrease in cell performance. In order to develop a battery of high energy density, studies are being conducted to increase the operating voltage of the battery. However, commercially available electrolytes have low stability at low voltage and high voltage, and resistance at the positive / cathode-electrolyte interface increases. there is a problem. Accordingly, in order to solve problems such as a decrease in impregnation of the electrolyte during rapid charging, a decrease in lithium ion migration and electrolyte decomposition at low / high voltage, and formation of a resistive material at the positive / negative electrode, development of a rapid charging electrolyte is necessary.

따라서, 급속충전이 가능한 이차전지를 구현하기 위해서는 전극-전해액 계면의 저저항 피막을 형성시켜야 하며, 이를 위해 LiPF6의 가수분해로 형성되는 HF의 형성을 억제하여, 양/음극 계면에서 HF에 의해 발생되는 저항 발생 및 계면 열화 문제를 최소화시켜, 전지의 급속 충전 특성을 향상시키는 연구가 진행되어야 한다. Therefore, in order to implement a rechargeable battery capable of rapid charging, a low resistance film at the electrode-electrolyte interface should be formed. For this purpose, the formation of HF formed by the hydrolysis of LiPF 6 is suppressed, and the HF at the positive / cathode interface is suppressed. Research should be conducted to improve the fast charging characteristics of the battery by minimizing the occurrence of resistance and interfacial deterioration.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, LiPF6, LiClO4, LiBF4, LiFSI, LiTFSI, LiSO3CF3, , LiPO2F2, 리튬 비스(옥살레이트)보레이트(Lithium bis(oxalate)borate, LiBOB), 리튬 디플루오로(옥살레이트)보레이트 (Lithium difluoro(oxalate)borate, LiFOB), 리튬 디플루오로(비스옥살레토)포스페이트(Lithium difluoro(bisoxalato) phosphate, LiDFBP), 리튬 테트라플루오로(옥살레이트)포스페이트 (Lithium tetrafluoro(oxalate) phosphate, LiTFOP), 리튬 플루오로말로나토(디플루오로)보레이트 (Lithium fluoromalonato(difluoro) borate, LiFMDFB) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 리튬 염, 카보네이트계 용매 및 부반응 억제제를 포함하는 리튬 이차전지용 전해질 조성물을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiFSI, LiTFSI, LiSO 3 CF 3 ,, LiPO 2 F 2 , Lithium bis (oxalate) borate (Lithium bis (oxalate) borate , LiBOB), lithium difluoro (oxalate) borate (LiFOB), lithium difluoro (bisoxalato) phosphate (Lithium difluoro (bisoxalato) phosphate, LiDFBP), lithium tetrafluoro ( Oxalate) phosphate (Lithium tetrafluoro (oxalate) phosphate (LiTFOP), lithium fluoromalonato (difluoro) borate (Lithium fluoromalonato (difluoro) borate, LiFMDFB) And it provides a lithium secondary battery electrolyte composition comprising a lithium salt, a carbonate-based solvent and a side reaction inhibitor containing at least one selected from the group consisting of a mixture thereof.

보다 구체적으로, 상기 리튬 이차전지용 전해질 조성물은, LiPF6의 가수분해로 형성되는 HF를 효과적으로 제거하여, HF에 의한 전극 계면의 손상 및 저항으로 작용할 수 있는 부산물의 형성을 억제할 수 있는 첨가제를 포함한 전해액을 제공할 수 있다.More specifically, the electrolyte composition for a lithium secondary battery effectively removes HF formed by hydrolysis of LiPF 6 , and includes an additive capable of suppressing formation of byproducts that may act as damage and resistance of the electrode interface caused by HF. An electrolyte solution can be provided.

그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차전지용 전해질 조성물은, LiPF6, LiClO4, LiBF4, LiFSI, LiTFSI, LiSO3CF3, , LiPO2F2, 리튬 비스(옥살레이트)보레이트(Lithium bis(oxalate)borate, LiBOB), 리튬 디플루오로(옥살레이트)보레이트 (Lithium difluoro(oxalate)borate, LiFOB), 리튬 디플루오로(비스옥살레토)포스페이트(Lithium difluoro(bisoxalato) phosphate, LiDFBP), 리튬 테트라플루오로(옥살레이트)포스페이트 (Lithium tetrafluoro(oxalate) phosphate, LiTFOP), 리튬 플루오로말로나토(디플루오로)보레이트 (Lithium fluoromalonato(difluoro) borate, LiFMDFB) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나를 포함하는 리튬 염, 카보네이트계 용매 및 부반응 억제제를 포함한다.Lithium secondary battery electrolyte composition according to an embodiment of the present invention, LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiFSI, LiTFSI, LiSO 3 CF 3 ,, LiPO 2 F 2 , lithium bis (oxalate) borate (Lithium bis ( oxalate) borate, LiBOB), lithium difluoro (oxalate) borate (LiFOB), lithium difluoro (bisoxalato) phosphate (Lithium difluoro (bisoxalato) phosphate, LiDFBP), lithium tetra Fluoro (oxalate) phosphate (Lithium tetrafluoro (oxalate) phosphate (LiTFOP), Lithium fluoromalonato (difluoro) borate (LiFMDFB) And lithium salts, carbonate-based solvents and side reaction inhibitors including any one selected from the group consisting of a mixture thereof.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 카보네이트계 용매는, 에틸렌 카보네이트(Ethylene carbonate, EC), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate, PC), 비닐에틸렌 카보네이트(vinyl ethylene carbonate, VC), 플루오로에틸렌 카보네이트 (fluoroethylene carbonate, FEC) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the invention, the carbonate solvent, ethylene carbonate (Ethylene carbonate, EC), propylene carbonate (propylene carbonate, PC), vinyl ethylene carbonate (vinyl ethylene carbonate, VC), fluoroethylene carbonate (fluoroethylene carbonate, FEC) and mixtures thereof.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 카보네이트계 용매는, 디메틸 카보네이트(Dimethyl carbonate), 에틸메틸 카보네이트(Ethylmethyl carbonate), 디에틸 카보네이트(Diethyl carbonate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the carbonate solvent, any one selected from the group consisting of dimethyl carbonate (Dimethyl carbonate), ethyl methyl carbonate (Ethylmethyl carbonate), diethyl carbonate (diethyl carbonate) and mixtures thereof It may be to include.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 부반응 억제제는, 이소시아네이트기(N=C=O) 또는 이소티오시아네이트기(N=C=S)를 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the side reaction inhibitor may include an isocyanate group (N = C = O) or an isothiocyanate group (N = C = S).

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 부반응 억제제는, 하기의 화학식 1의 화합물 을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the side reaction inhibitor may include a compound of Formula 1 below.

<화학식1><Formula 1>

Figure pat00001
Figure pat00001

(상기 A는, 황(S) 또는 산소(O)이고, 상기 R1 내지 R3는 C1 내지 C10의 선형 탄소사슬이다)(A is sulfur (S) or oxygen (O), and R1 to R3 are C1 to C10 linear carbon chains.)

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 리튬 염의 농도는, 0.1 M 내지 3M 인 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the concentration of the lithium salt may be 0.1 M to 3M.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 부반응 억제제의 농도는, 0.1 중량% 내지 10 중량% 인 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the concentration of the side reaction inhibitor may be 0.1 wt% to 10 wt%.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 부반응은, 양극, 음극 또는 이 둘의 표면에서의 리튬염의 가수분해반응 및 전극-전해액 계면 부반응을 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the side reaction may include a hydrolysis reaction and an electrode-electrolyte interface side reaction of the lithium salt on the surface of the positive electrode, the negative electrode, or both.

본 발명의 일 실시예에 따라, 1,2-디메톡시에테인(1,2-dimethoxyethane), 1,3-디옥소레인(1,3-dioxolane), 디에틸렌 글리콜(Diethylene glycol), 디메틸에테르(dimethyl ether), 테르라에틸렌 글리콜(tetraethylene glycol) 디에틸렌 글리콜디메틸 에테르 (diethylene glycol dimethyl ether), 트리에틸렌 글리콘 디메틸 에테르 (triethylene glycol dimethyl ether), 테트라에틸렌 글리콜 디메틸 에테르(tetraethylene glycol dimethyl ether)및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 에테르계 용매를 더 포함할 것일 수 있다.According to one embodiment of the invention, 1,2-dimethoxyethane (1,2-dimethoxyethane), 1,3-dioxolane (1,3-dioxolane), diethylene glycol (Diethylene glycol), dimethyl ether ( dimethyl ether, tereethylene glycol diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether and these It may further comprise any one ether solvent selected from the group consisting of a mixture of.

본 발명의 일 실시예에 따라, FEC(Fluoroethylene carbonate), VC(Vinylene carbonate), LiDFOB(Lithium oxalyldifluoroborate), LiNO3(Lithium nitrate), MVC(4-methyl-1,3-dioxol-2-one), FVC(4-fluoro-1,3-dioxol-2-one), FMVC(4- (fluoranylmethyl)-1,3-dioxol-2-one), TFMVC(4-(trifluoromethyl)-1,3-dioxol-2- one), FPVC(4-(4-fluorophenyl)-1,3-dioxol-2-one), TFPVC(4-(4- (trifluoromethyl)phenyl)-1,3-dioxol- 2-one), PFPVC(4-(pentafluorophenyl)-1,3- dioxol-2-one), FTMSVC(4-((fluoro-((trimethylsilyl) oxy)alkoxy)methyl)-1,3- dioxol-2-one), PFMVC (4-((perfluoroalkoxy)methyl)-1,3-dioxol-2- one) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 추가 첨가제를 더 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, Fluoroethylene carbonate (FEC), Vinylene carbonate (VC), Lithium oxalyldifluoroborate (LiDFOB), Lithium nitrate (LiNO3), 4-methyl-1,3-dioxol-2-one (MVC), 4-fluoro-1,3-dioxol-2-one (FVC), 4- (fluoranylmethyl) -1,3-dioxol-2-one (FMVC), 4- (trifluoromethyl) -1,3-dioxol- 2-one), FPVC (4- (4-fluorophenyl) -1,3-dioxol-2-one), TFPVC (4- (4- (trifluoromethyl) phenyl) -1,3-dioxol-2-one), PFPVC (4- (pentafluorophenyl) -1,3-dioxol-2-one), FTMSVC (4-((fluoro-((trimethylsilyl) oxy) alkoxy) methyl) -1,3-dioxol-2-one), PFMVC It may further include any one additional additive selected from the group consisting of (4-((perfluoroalkoxy) methyl) -1,3-dioxol-2-one) and mixtures thereof.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 전해질 조성물은, 100 사이클 이후 용량 유지율이 80% 내지 99% 인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the electrolyte composition may have a capacity retention of 80% to 99% after 100 cycles.

본 발명의 또 다른 측면의 일 실시예에 따른, 리튬 이차전지는, 양극, 음극, 상기 양극과 음극 사이의 이온 투과성 분리막 및 전술한 일 실시예에 따라 제조된 리튬 이차전지용 전해질 용액을 포함한다.According to another embodiment of the present invention, a lithium secondary battery includes a positive electrode, a negative electrode, an ion permeable separator between the positive electrode and the negative electrode, and an electrolyte solution for a lithium secondary battery prepared according to the above-described embodiment.

본 발명은, LiPF6, LiClO4, LiBF4, LiFSI, LiTFSI, LiSO3CF3, , LiPO2F2, 리튬 비스(옥살레이트)보레이트(Lithium bis(oxalate)borate, LiBOB), 리튬 디플루오로(옥살레이트)보레이트 (Lithium difluoro(oxalate)borate, LiFOB), 리튬 디플루오로(비스옥살레토)포스페이트(Lithium difluoro(bisoxalato) phosphate, LiDFBP), 리튬 테트라플루오로(옥살레이트)포스페이트 (Lithium tetrafluoro(oxalate) phosphate, LiTFOP), 리튬 플루오로말로나토(디플루오로)보레이트 (Lithium fluoromalonato(difluoro) borate, LiFMDFB) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나를 포함하는 리튬 염, 카보네이트계 용매 및 부반응 억제제를 포함하는 리튬 이차전지용 전해질 조성물을 제공할 수 있다.The present invention, LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiFSI, LiTFSI, LiSO 3 CF 3 ,, LiPO 2 F 2 , Lithium bis (oxalate) borate (LiBOB), lithium difluoro (Oxalate) borate (Lithium difluoro (oxalate) borate, LiFOB), lithium difluoro (bisoxalato) phosphate (Lithium difluoro (bisoxalato) phosphate, LiDFBP), lithium tetrafluoro (oxalate) phosphate (Lithium tetrafluoro ( oxalate) phosphate, LiTFOP), lithium fluoromalonato (difluoro) borate, LiFMDFB And it can provide a lithium secondary battery electrolyte composition comprising a lithium salt, a carbonate-based solvent and a side reaction inhibitor comprising any one selected from the group consisting of a mixture thereof.

보다 구체적으로는, 카보네이트계 용매와 리튬염으로 구성되는 유기계 전해액에 HF 제거 기능을 수행하는 기능성 첨가제를 도입하여 고에너지, 고밀도 리튬 이온전지의 전기화학적 성능을 향상시킬 수 있는 전해액 조성물을 제공할 수 있다.More specifically, it is possible to provide an electrolyte composition capable of improving the electrochemical performance of high-energy, high-density lithium ion batteries by introducing a functional additive that performs an HF removal function in an organic electrolyte composed of a carbonate solvent and a lithium salt. have.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 리튬 이차전지의 고속 충전 율속에 따른 수명 특성 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 리튬 이차전지 및 비교예에 따라 제조된 리튬 이차전지의 100회 용량 및 100회 수명 후 용량 유지율을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 리튬 이차전지의 화성 후 NCM622 양극의 F 1s XPS 분석한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 전해액 내 형성된 LiPF6 가수분해의 부산물을 19F NMR을 통하여 분석한 것이다.
1 is a graph of the life characteristics according to the fast charge rate of the lithium secondary battery manufactured according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows the capacity retention rate after 100 times and 100 times the life of a lithium secondary battery prepared according to an embodiment of the present invention and a lithium secondary battery prepared according to a comparative example.
3 is a F 1s XPS analysis of the NCM622 positive electrode after chemical conversion of a lithium secondary battery manufactured according to an embodiment of the present invention.
4 is a by-product analysis of LiPF 6 hydrolysis formed in the electrolyte prepared according to an embodiment of the present invention by 19 F NMR.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, various changes may be made to the embodiments so that the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It is to be understood that all changes, equivalents, and substitutes for the embodiments are included in the scope of rights.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of description and should not be construed as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described on the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same components regardless of reference numerals will be given the same reference numerals and duplicate description thereof will be omitted. In the following description of the embodiment, when it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.

구성 요소(element) 또는 층이 다른 요소 또는 층 "상에(on)", "에 연결된(connected to)", 또는 "에 결합된(coupled to)" 것으로서 나타낼 때, 이것이 직접적으로 다른 구성 요소 또는 층에 있을 수 있거나, 연결될 수 있거나 결합될 수 있거나 또는 간섭 구성 요소 또는 층(intervening elements and layer)이 존재할 수 있는 것으로 이해될 수 있다. When an element or layer is represented as "on", "connected to" or "coupled to" another element or layer, this is directly another element or layer. It may be understood that the layers may be present, connected or combined, or there may be intervening elements and layers.

이하, 본 발명의 리튬 이차전지용 전해질 조성물 및 이에 따라 제조된 리튬 이차전지를 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the electrolyte composition for a lithium secondary battery of the present invention and a lithium secondary battery manufactured according to the present invention will be described in detail with reference to Examples and drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments and drawings.

본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차전지용 전해질 조성물은, LiPF6, LiClO4, LiBF4, LiFSI, LiTFSI, LiSO3CF3, , LiPO2F2, 리튬 비스(옥살레이트)보레이트(Lithium bis(oxalate)borate, LiBOB), 리튬 디플루오로(옥살레이트)보레이트 (Lithium difluoro(oxalate)borate, LiFOB), 리튬 디플루오로(비스옥살레토)포스페이트(Lithium difluoro(bisoxalato) phosphate, LiDFBP), 리튬 테트라플루오로(옥살레이트)포스페이트 (Lithium tetrafluoro(oxalate) phosphate, LiTFOP), 리튬 플루오로말로나토(디플루오로)보레이트 (Lithium fluoromalonato(difluoro) borate, LiFMDFB) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나를 포함하는 리튬 염, 카보네이트계 용매 및 부반응 억제제를 포함한다.Lithium secondary battery electrolyte composition according to an embodiment of the present invention, LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiFSI, LiTFSI, LiSO 3 CF 3 ,, LiPO 2 F 2 , lithium bis (oxalate) borate (Lithium bis ( oxalate) borate, LiBOB), lithium difluoro (oxalate) borate (LiFOB), lithium difluoro (bisoxalato) phosphate (Lithium difluoro (bisoxalato) phosphate, LiDFBP), lithium tetra Fluoro (oxalate) phosphate (Lithium tetrafluoro (oxalate) phosphate (LiTFOP), Lithium fluoromalonato (difluoro) borate (LiFMDFB) And lithium salts, carbonate-based solvents and side reaction inhibitors including any one selected from the group consisting of a mixture thereof.

일 측에 따를 때, 상기 리튬염은, LiPF6, LiClO4, LiBF4, LiFSI, LiTFSI, LiSO3CF3, , LiPO2F2, 리튬 비스(옥살레이트)보레이트(Lithium bis(oxalate)borate, LiBOB), 리튬 디플루오로(옥살레이트)보레이트 (Lithium difluoro(oxalate)borate, LiFOB), 리튬 디플루오로(비스옥살레토)포스페이트(Lithium difluoro(bisoxalato) phosphate, LiDFBP), 리튬 테트라플루오로(옥살레이트)포스페이트 (Lithium tetrafluoro(oxalate) phosphate, LiTFOP), 리튬 플루오로말로나토(디플루오로)보레이트 (Lithium fluoromalonato(difluoro) borate, LiFMDFB) 로 이루어진 군에서 둘 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다. According to one side, the lithium salt, LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiFSI, LiTFSI, LiSO 3 CF 3 ,, LiPO 2 F 2 , lithium bis (oxalate) borate (Lithium bis (oxalate) borate, LiBOB), Lithium difluoro (oxalate) borate (LiFOB), Lithium difluoro (bisoxalato) phosphate (Lithium difluoro (bisoxalato) phosphate (LiDFBP), Lithium tetrafluoro (oxalate) Lithium tetrafluoro (oxalate) phosphate (LiTFOP), Lithium fluoromalonato (difluoro) borate (LiFMDFB) In the group consisting of two or more may be used in combination.

일 측에 따를 때, 이러한 리튬 염은 양극 집전체 또는 음극 집전체로 사용될 수 있는 알루미늄, 구리 등의 물질과 높은 적합성을 가질 수 있으며, 이 때, 특정 리튬 염은 음극에서 산화에 대한 내성이 낮고 양극을 부식시킬 위험이 있는 문제가 생길 수도 있는데 이를 상기의 리튬 염의 물질 군에서 둘 이상의 물질을 적절하게 혼합할 경우 이러한 문제를 해결할 수 있다According to one side, such lithium salts can have a high compatibility with materials such as aluminum, copper, etc., which can be used as a positive electrode current collector or a negative electrode current collector, wherein certain lithium salts have low resistance to oxidation at the negative electrode and There may be a problem of the risk of corrosion of the anode, which can be solved by properly mixing two or more of the materials in the lithium salt group above.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 카보네이트계 용매는, 에틸렌 카보네이트(Ethylene carbonate, EC), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate, PC), 비닐에틸렌 카보네이트(vinyl ethylene carbonate, VC), 플루오로에틸렌 카보네이트 (fluoroethylene carbonate, FEC)및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the invention, the carbonate solvent, ethylene carbonate (Ethylene carbonate, EC), propylene carbonate (propylene carbonate, PC), vinyl ethylene carbonate (vinyl ethylene carbonate, VC), fluoroethylene carbonate (fluoroethylene carbonate, FEC), and mixtures thereof.

일 측에 따를 때, 상기 에틸렌 카보네이트(Ethylene carbonate, EC), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate, PC), 비닐에틸렌 카보네이트(vinyl ethylene carbonate, VC), 플루오로에틸렌 카보네이트 (fluoroethylene carbonate, FEC) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나는 환형 카보네이트계(cyclic carbonate)이다.According to one side, the ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), vinyl ethylene carbonate (VC), fluoroethylene carbonate (FEC) and mixtures thereof One selected from the group consisting of cyclic carbonate (cyclic carbonate).

일 측에 따를 때, 상기 카보네이트계 용매 가운데 플루오로에틸렌 카보네이트(fluoroethylene carbonate, FEC)는 이차전지에서 사용되는 전해질 첨가제로써 주된 용도는 전해질과 전극의 반응, 특히 음극과의 반응에 참여하여 음극 표면에 고른 SEI 막의 생성을 도와 충/방전의 안정성에 기여하는 물질일 수 있다.According to one side, fluoroethylene carbonate (FEC) among the carbonate-based solvents as an electrolyte additive used in secondary batteries, the main use is to participate in the reaction of the electrolyte and the electrode, in particular the reaction of the negative electrode to the surface of the negative electrode It may be a material that contributes to the generation of even SEI film to contribute to the stability of the charge / discharge.

일 측에 따를 때, 상기 비닐에틸렌 카보네이트는, 흑연 음극과 실리콘이 포함된 음극물질의 계면 안정성 향상에 효과가 있을 수 있다.According to one side, the vinyl ethylene carbonate may be effective in improving the interfacial stability of the negative electrode material including the graphite negative electrode and silicon.

일 측에 따를 때, 상기 카보네이트계 용매에 비수성 유기 용매를 추가적으로 더 포함할 수도 있다.According to one side, it may further include a non-aqueous organic solvent in the carbonate solvent.

일 측에 따를 때, 상기 카보네이트계 용매는, 가장 바람직하게는, 유전율이 높은 환형 카보네이트계 용매(cyclic carbonate)의 단점인 높은 용융점, 높은 점도 등을 보완하기 위해 선형 카보네이트계 용매(linear carbonate)를 섞어서 사용할 수 있다.According to one side, the carbonate solvent, most preferably, in order to compensate for the high melting point, high viscosity, etc. of the disadvantages of the cyclic carbonate having a high dielectric constant linear carbonate (linear carbonate) solvent (linear carbonate) You can mix and use.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 부반응 억제제는, 이소시아네이트기(N=C=O) 또는 이소티오시아네이트기(N=C=S)를 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the side reaction inhibitor may include an isocyanate group (N = C = O) or an isothiocyanate group (N = C = S).

일 측에 따를 때, 상기 부반응 억제제의 이소시아네이트기(N=C=O) 또는 이소티오시아네이트기(N=C=S) 작용기는, 전해액 내 LiPF6의 가수분해로 형성되는 HF를 효과적으로 제거함으로써, HF에 의한 양/음극 표면 열화를 최소화하고, 저항층으로 작용할 수 있는 LiF의 형성을 억제해주어 전지의 고속충전시 수명성능을 향상시켜줄 수 있다.According to one side, the isocyanate group (N = C = O) or isothiocyanate group (N = C = S) functional group of the side reaction inhibitor effectively removes HF formed by the hydrolysis of LiPF 6 in the electrolyte solution. , Minimizing the deterioration of the positive / negative surface caused by HF and suppressing the formation of LiF, which can act as a resistive layer, thereby improving the lifespan performance at high speed of battery charging.

일 측에 따를 때, 상기 이소시아네이트기(N=C=O) 또는 이소티오시아네이트기(N=C=S)를 포함하는 부반응 억제제는, 카보네이트계 전해액 용매 보다 낮은 환원 전위를 갖기 때문에, 전지의 초기 충전시 상기 전해액 용매보다 먼저 음극재 표면상에 환원되어, 견고하고 조밀한 SEI 막을 형성할 수 있다. 그 결과, 전해액 용매가 음극 활물질층 내부로 삽입(co-intercalation)되거나 또는 음극 계면에서 분해되어 SEI막 재생 등의 부반응에 참여하는 것을 막아 전지의 충방전 효율 향상을 도모할 수 있다. According to one side, since the side reaction inhibitor containing the isocyanate group (N = C = O) or the isothiocyanate group (N = C = S) has a lower reduction potential than that of the carbonate-based electrolyte solvent, In the initial charge, it may be reduced on the surface of the negative electrode material before the electrolyte solvent to form a solid and dense SEI film. As a result, the electrolyte solvent can be prevented from intercalating into the negative electrode active material layer or decomposed at the negative electrode interface to participate in side reactions such as SEI film regeneration, thereby improving charge and discharge efficiency of the battery.

일 측에 따를 때, 상기 이소시아네이트기(N=C=O) 또는 이소티오시아네이트기(N=C=S)를 포함하는 부반응 억제제는, 형성된 SEI 막이 화학 반응성이 낮은 부동태 막(passivation layer)이므로 장기 사이클에 있어서도 높은 안정성을 나타내어 장수명 특성을 도모할 수 있다.According to one side, the side reaction inhibitor including the isocyanate group (N = C = O) or isothiocyanate group (N = C = S) is because the SEI film formed is a low chemically reactive passivation layer. The long life cycle can be achieved by showing high stability even in a long cycle.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 부반응 억제제는, 하기의 화학식 1의 화합물 을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the side reaction inhibitor may include a compound of Formula 1 below.

<화학식1><Formula 1>

Figure pat00002
Figure pat00002

(상기 A는, 황(S) 또는 산소(O)이고, 상기 R1 내지 R3는 C1 내지 C10의 선형 탄소사슬이다)(A is sulfur (S) or oxygen (O), and R1 to R3 are C1 to C10 linear carbon chains.)

일 측에 따를 때, 상기 부반응 억제제는, 바람직하게는 하기의 화학식 2, 화학식 3 또는 이 둘 모두를 포함할 수 있다.According to one side, the side reaction inhibitor, preferably may include the following formula (2), (3) or both.

<화학식2><Formula 2>

Figure pat00003
Figure pat00003

<화학식3><Formula 3>

Figure pat00004
Figure pat00004

일 측에 따를 때, 상기 부반응 억제제는, HF 제거를 통한 양/음극 계면 손상 최소화하여, 전지의 수명 성능 향상시킬 수 있으며, 양극 피막 내 LiF 성분 감소시켜 고속충전 특성을 향상시킬 수 있다.According to one side, the side reaction inhibitor, by minimizing the damage to the positive / negative electrode interface through the removal of HF, can improve the battery life performance, it is possible to improve the fast charging characteristics by reducing the LiF component in the positive electrode film.

일 측에 따를 때, 상기 부반응 억제제는, 전해액 내 HF를 효과적으로 억제함으로써, 양극 표면 내 존재하는 LiOCO2R, Li2CO3와 HF의 반응으로 형성될 수 있는 LiF의 형성을 억제할 수 있다.According to one side, the side reaction inhibitor, by effectively suppressing the HF in the electrolyte, it is possible to suppress the formation of LiF that can be formed by the reaction of LiOCO 2 R, Li 2 CO 3 and HF present in the surface of the positive electrode.

일 측에 따를 때, 상기 전해액 조성물 내에서의 부반응 억제제에 의한 작용으로, HF제거 기능을 통하여 양/음극 계면의 손상을 최소화하고, 저항물질인 LiF의 형성을 억제하여 탄소계 음극과 층상형 양극으로 구성된 고에너지, 고밀도 리튬이온전지의 전기화학적 고속충전특성 및 수명성능을 향상시킬 수 있는 기반을 제공할 수 있다.According to one side, by the side reaction inhibitor in the electrolyte composition, HF removal function to minimize the damage of the positive / negative electrode interface, and suppress the formation of the resistive material LiF by the carbon-based negative electrode and layered positive electrode It can provide a foundation to improve the electrochemical high-speed charging characteristics and life performance of the high energy, high density lithium ion battery composed of.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 리튬 염의 농도는, 0.1 M 내지 3M 인 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the concentration of the lithium salt may be 0.1 M to 3M.

일 측에 따를 때, 리튬 염의 농도가 높아지면 리튬 전착/탈리 반응의 초기 효율이 증가할 수 있는 반면에, 리튬 염의 농도가 높아질수록 점도가 높아지며 이온 전도도는 떨어질 수 있다. 따라서, 본 발명에서 리튬 염의 농도를 적절하게 제어하는 것이 중요할 수 있다.According to one side, the higher the concentration of the lithium salt may increase the initial efficiency of the lithium electrodeposition / desorption reaction, while the higher the concentration of the lithium salt may be higher in viscosity and lower in ionic conductivity. Therefore, it may be important to properly control the concentration of the lithium salt in the present invention.

일 측에 따를 때, 상기 리튬 염의 농도가 3M보다 높아지면, 점도가 증가하는 반면, 이온 전도도는 떨어질 수 있으며, 이는 리튬 염의 양의 증가로 전해질 조성물 내에서 해리가 되지 않는 염이 증가하여 전해질 조성물의 점도를 높이는 것이고, 그로 인해 이온 전도도가 감소하는 것일 수 있다.According to one side, when the concentration of the lithium salt is higher than 3M, the viscosity may increase, while the ionic conductivity may decrease, which is due to the increase in the amount of the lithium salt does not dissociate in the electrolyte composition increases the electrolyte composition It may be to increase the viscosity of, thereby reducing the ionic conductivity.

일 측에 따를 때, 상기 수치 범위 내의 리튬 염의 농도는, 전해질 조성물 내에서 최적의 효율을 발휘할 수 있는 리튬 염의 농도일 수 있다.According to one side, the concentration of the lithium salt within the numerical range may be the concentration of the lithium salt that can exhibit the optimum efficiency in the electrolyte composition.

일 측에 따를 때, 리튬 염의 농도가 0.1 M 미만의 경우에는 리튬 염의 농도가 너무 낮아짐에 따라 전해액 내 charge carrier가 적어져 이온전도도가 저하되는 문제가 발생 할 수 있다. According to one side, when the concentration of the lithium salt is less than 0.1 M, as the concentration of the lithium salt is too low may cause a problem that the charge carrier in the electrolyte is reduced, the ion conductivity is lowered.

일 측에 따를 때, 리튬 염의 농도가 3M을 초과의 경우에는 점도가 너무 높아 작동 사이클 초기부터 과전압이 걸리는 문제가 생길 수 있거나, 충방전 사이클이 진행됨에 따라 후반부에 셀의 성능이 열화되는 문제가 생길 수 있다.According to one side, if the concentration of lithium salt is more than 3M, the viscosity is too high may cause overvoltage from the beginning of the operating cycle, or the performance of the cell deteriorated later in the charge and discharge cycle Can occur.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 부반응 억제제의 농도는, 0.1 중량% 내지 10 중량% 인 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the concentration of the side reaction inhibitor may be 0.1 wt% to 10 wt%.

일 측에 따를 때, 상기 부반응 억제제의 함량이 너무 적으면 초기 작동시 모두 소모되어 충방전 또는 장기 보존시 수명 열화가 발생함과 동시에 HF의 제거가 충분히 일어나지 않아 품질이 열화될 수 있고, 그 함량이 너무 많으면 전극 표면에 과도한 양의 피막이 형성되어 리튬 이온이 이동하는데 저항으로 작용할 수 있다.According to one side, if the content of the side reaction inhibitor is too small, all of it is consumed during the initial operation, deterioration of life during charging and discharging or long-term storage and at the same time the removal of HF does not occur sufficiently, the quality may deteriorate, the content If too much, an excessive amount of film is formed on the electrode surface, which may act as a resistance to the movement of lithium ions.

일 측에 따를 때, 상기 부반응 억제제의 농도가 0.1 중량% 미만일 경우, 본 발명에서 구현하고자 하는 부반응이 억제되는 효과가 미미해지는 문제가 생길 수 있고, 부반응 억제제의 농도가 10 중량%를 초과하는 경우, 충방전 사이클이 진행되면서 리튬 금속 표면에 저항층이 두꺼운 피막이 형성되어 셀 성능이 감소하고 셀 내에 큰 과전압이 발생하는 문제가 생길 수 있다. According to one side, when the concentration of the side reaction inhibitor is less than 0.1% by weight, there may be a problem that the effect of suppressing the side reaction to be implemented in the present invention is insignificant, when the concentration of the side reaction inhibitor exceeds 10% by weight As the charge / discharge cycle proceeds, a thick resistive film is formed on the surface of the lithium metal, thereby reducing cell performance and causing a large overvoltage in the cell.

일 측에 따를 때, 상기 수치 범위 내의 부반응 억제제의 농도를 갖는 경우, 초기 작동시 전부 소모되지 않는 범위 내에서 HF의 제거가 충분히 일어나 양/음극 계면의 손상을 최소화하고, 저항물질인 LiF의 형성을 억제하여 탄소계 음극과 층상형 양극으로 구성된 고에너지, 고밀도 리튬이온전지의 전기화학적 고속충전특성 및 수명성능을 향상시킬 수 있다.According to one side, in the case of having a concentration of the side reaction inhibitor within the above numerical range, the removal of HF occurs sufficiently in the range that is not consumed during the initial operation to minimize the damage of the positive / cathode interface, the formation of the resist material LiF By suppressing the electrochemical fast charging characteristics and life performance of a high energy, high density lithium ion battery composed of a carbon-based negative electrode and a layered positive electrode can be improved.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 부반응은, 양극, 음극 또는 이 둘의 표면에서의 리튬염의 가수분해반응 및 전극-전해액 계면 부반응을 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the side reaction may include a hydrolysis reaction and an electrode-electrolyte interface side reaction of the lithium salt on the surface of the positive electrode, the negative electrode, or both.

일 측에 따를 때, 상기 부반응은, 바람직하게는, LiOCO2R, Li2CO3와 HF의 반응으로, 보다 구체적으로는 하기의 식1 및 식2와 같다.According to one side, the side reaction is preferably a reaction of LiOCO 2 R, Li 2 CO 3 and HF, more specifically, the following formula (1) and formula (2).

<식1><Equation 1>

LiOCO2R + HF → LiF + ROH + CO2 LiOCO 2 R + HF → LiF + ROH + CO 2

<식2><Equation 2>

Li2CO3 + 2HF → 2LiF + CO2 + H2OLi 2 CO 3 + 2HF → 2LiF + CO 2 + H 2 O

본 발명의 일 실시예에 따라, 1,2-디메톡시에테인(1,2-dimethoxyethane), 1,3-디옥소레인(1,3-dioxolane), 디에틸렌 글리콜(Diethylene glycol), 디메틸에테르(dimethyl ether), 테르라에틸렌 글리콜(tetraethylene glycol) 디에틸렌 글리콜디메틸 에테르 (diethylene glycol dimethyl ether), 트리에틸렌 글리콘 디메틸 에테르 (triethylene glycol dimethyl ether),테트라에틸렌 글리콜 디메틸 에테르(tetraethylene glycol dimethyl ether)및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 에테르계 용매를 더 포함할 것일 수 있다.According to one embodiment of the invention, 1,2-dimethoxyethane (1,2-dimethoxyethane), 1,3-dioxolane (1,3-dioxolane), diethylene glycol (Diethylene glycol), dimethyl ether ( dimethyl ether, tertraethylene glycol diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether and these It may further comprise any one ether solvent selected from the group consisting of a mixture of.

일 측에 따를 때, 상기 에테르계 용매에 비수성 유기 용매를 추가적으로 포함할 수도 있다 According to one side, may further comprise a non-aqueous organic solvent in the ether solvent.

일 측에 따를 때, 상기 에테르계 용매를 사용함으로써 전지의 충방전 과정에서 환원 등에 의한 분해가 최소화될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.According to one side, by using the ether solvent can be obtained an effect that can be minimized decomposition by reduction and the like during the charge and discharge of the battery.

본 발명의 일 실시예에 따라, FEC(Fluoroethylene carbonate), VC(Vinylene carbonate), LiDFOB(Lithium oxalyldifluoroborate), LiNO3(Lithium nitrate), MVC(4-methyl-1,3-dioxol-2-one), FVC(4-fluoro-1,3-dioxol-2-one), FMVC(4- (fluoranylmethyl)-1,3-dioxol-2-one), TFMVC(4-(trifluoromethyl)-1,3-dioxol-2- one), FPVC(4-(4-fluorophenyl)-1,3-dioxol-2-one), TFPVC(4-(4- (trifluoromethyl)phenyl)-1,3-dioxol- 2-one), PFPVC(4-(pentafluorophenyl)-1,3- dioxol-2-one), FTMSVC(4-((fluoro-((trimethylsilyl) oxy)alkoxy)methyl)-1,3- dioxol-2-one), PFMVC (4-((perfluoroalkoxy)methyl)-1,3-dioxol-2- one) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 추가 첨가제를 더 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, Fluoroethylene carbonate (FEC), Vinylene carbonate (VC), Lithium oxalyldifluoroborate (LiDFOB), Lithium nitrate (LiNO3), 4-methyl-1,3-dioxol-2-one (MVC), 4-fluoro-1,3-dioxol-2-one (FVC), 4- (fluoranylmethyl) -1,3-dioxol-2-one (FMVC), 4- (trifluoromethyl) -1,3-dioxol- 2-one), FPVC (4- (4-fluorophenyl) -1,3-dioxol-2-one), TFPVC (4- (4- (trifluoromethyl) phenyl) -1,3-dioxol-2-one), PFPVC (4- (pentafluorophenyl) -1,3-dioxol-2-one), FTMSVC (4-((fluoro-((trimethylsilyl) oxy) alkoxy) methyl) -1,3-dioxol-2-one), PFMVC It may further include any one additional additive selected from the group consisting of (4-((perfluoroalkoxy) methyl) -1,3-dioxol-2-one) and mixtures thereof.

일 측에 따를 때, 상기 추가 첨가제를 더 포함함으로써 전해질과 양극, 음극 또는 이 둘의 표면에서의 부반응을 더욱 효과적으로 억제하는 효과를 기대할 수 있다.According to one side, by further including the additional additives can be expected to more effectively suppress the side reactions on the surface of the electrolyte and the positive electrode, the negative electrode or both.

일 측에 따를 때, 상기 추가 첨가제는 리튬 전착 및 탈리 반응의 가역성을 높이게 되고, 수지상 리튬 형성을 억제하여 가역 리튬의 손실을 최소화하여 전지의 전기화학적 성능을 향상시킬 수 있다.According to one side, the additional additives to increase the reversibility of lithium electrodeposition and desorption reaction, to suppress the formation of dendritic lithium to minimize the loss of reversible lithium can improve the electrochemical performance of the battery.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 전해질 조성물은, 100 사이클 이후 용량 유지율이 80% 내지 99% 인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the electrolyte composition may have a capacity retention of 80% to 99% after 100 cycles.

일 측에 따를 때, 상기 범위 내의 용량유지율을 유지하는 것이 가능한 이유는, 부반응 억제제 또는 부반응 억제제와 추가 첨가제의 혼합에 의하여 형성된 양/음극 표면에 형성된 보호막이 전해질과 양극/음극 계면과의 부반응을 효과적으로 억제하여 셀의 가역성을 향상시키면서, 효과적으로 전해액 내 HF를 제거하였기 때문이다.According to one side, it is possible to maintain the capacity retention ratio within the above range, because the protective film formed on the positive / cathode surface formed by mixing the side reaction inhibitor or the side reaction inhibitor with the additional additive prevents the side reaction between the electrolyte and the anode / cathode interface. This is because HF in the electrolyte is effectively removed while being effectively suppressed to improve the reversibility of the cell.

본 발명의 또 다른 측면의 일 실시예에 따른, 리튬 이차전지는, 양극, 음극, 상기 양극과 음극 사이의 이온 투과성 분리막 및 전술한 일 실시예에 따라 제조된 리튬 이차전지용 전해질 용액을 포함한다.According to another embodiment of the present invention, a lithium secondary battery includes a positive electrode, a negative electrode, an ion permeable separator between the positive electrode and the negative electrode, and an electrolyte solution for a lithium secondary battery prepared according to the above-described embodiment.

일 측에 따를 때, 상기 음극은, 음극 활물질로서 리튬 이온이 흡장 및 방출될 수 있는 것이면 특별히 제한하지 않는다. According to one side, the negative electrode is not particularly limited as long as lithium ions can be occluded and released as a negative electrode active material.

일 측에 따를 때, 상기 양극은, 양극 활물질로서 다양한 물질이 사용될 수 있으며, 그 성분을 특별히 제한하지 않는다. According to one side, the positive electrode, a variety of materials can be used as the positive electrode active material, the component is not particularly limited.

일 측에 따를 때, 상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막으로 사용될 수 있는 것이라면 특별히 제한하지 않는다.According to one side, the separator is interposed between the anode and the cathode, it is not particularly limited as long as it can be used as an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength.

이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the contents of the present invention are not limited to the following examples.

실시예 1. Example 1.

본 발명의 실시예에서는, LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2/Graphite coin type full cell 형태로 이차전지 셀을 제조하였다.In an embodiment of the present invention, a secondary battery cell was prepared in the form of LiNi 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 O 2 / Graphite coin type full cell.

양극과 음극의 로딩양은 각각 19.1mg/cm2 및 9.3mg/cm2로 하였으며, 기준 전해질은 1.15M LiPF6 in EC/DMC (5/95, vol%) + 10% FEC이다.Loading amount of the positive and negative electrodes each were to 19.1mg / cm 2 and 9.3mg / cm 2, the reference electrolyte is an 1.15M LiPF 6 in EC / DMC ( 5/95, vol%) + 10% FEC.

부반응 억제제로서 상기의 화학식2의 이소티오시아네이트기를 포함하는 부반응 억제제를 0.1% 첨가하였다.As a side reaction inhibitor, 0.1% of a side reaction inhibitor containing the isothiocyanate group of the above formula (2) was added.

실시예 2. Example 2.

부반응 억제제의 함량이 0.2%인 것만 제외하고, 실시예1과 동일하게 셀을 제조하였다.A cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that the content of the side reaction inhibitor was 0.2%.

실시예 3. Example 3.

부반응 억제제의 함량이 0.3%인 것만 제외하고, 실시예1과 동일하게 셀을 제조하였다.A cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that the content of the side reaction inhibitor was 0.3%.

실시예 4. 전해질의 제조Example 4 Preparation of Electrolyte

본 발명의 실시예4에서는, NMR 분석을 위한 전해질을 제조하였다. 기준 전해질은 1.15M LiPF6 in EC/DMC (5/95, vol%) + 10% FEC이다. 부반응 억제제로서 상기의 화학식2의 이소티오시아네이트기를 포함하는 부반응 억제제를 0.1% 첨가하였다.In Example 4 of the present invention, an electrolyte for NMR analysis was prepared. Reference electrolyte is 1.15 M LiPF 6 in EC / DMC (5/95, vol%) + 10% FEC. As a side reaction inhibitor, 0.1% of a side reaction inhibitor containing the isothiocyanate group of the above formula (2) was added.

비교예 1. Comparative Example 1.

부반응 억제제를 첨가하지 않은 것을 제외하고, 실시예1과 동일하게 셀을 제조하였다.A cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that no side reaction inhibitor was added.

비교예 2. 전해질(negative control)의 제조Comparative Example 2. Preparation of Negative Control

부반응 억제제를 첨가하지 않은 것을 제외하고, 실시예4와 동일하게 전해질을 제조하였다.An electrolyte was prepared in the same manner as in Example 4, except that no side reaction inhibitor was added.

실험예1. NCM622/Graphite 풀 셀의 급속 충전 특성 평가Experimental Example 1. Evaluation of Fast Charge Characteristics of NCM622 / Graphite Full Cells

우선, 상기 1회 화성 충방전 시, 상기 풀 셀을 25℃에서 0.1C rate의 전류로 전압이 4.2V(vs. Li)에 이를 때까지 정전류 충전하고, 이어서 정전압 (constant voltage, CV) 모드에서 4.2V를 유지하면서 0.05C 전류에서 컷오프(cut-off)하였다. 이어서, 방전시에 전압이 3.0V(vs. Li)에 이를 때까지 0.1C rate의 정전류로 방전하였다(화성단계, 1st 사이클). 상기 화성단계의 1st 사이클을 거친 풀 셀을 25℃에서 0.2C rate의 전류로 전압이 4.2V(vs. Li)에 이를 때까지 정전류 충전하고, 정전압 모드에서 4.2V를 유지하면서 0.05C rate의 전류에서 컷오프(cut-off)하였다. 이어서, 방전시 전압이 3.0V(vs. Li)에 이를 때까지 0.2C rate로 방전 하였다. 이 과정은 스탠다드 과정이라 명명하며, 이 과정을 3회 반복하였다. 스탠다드 과정을 거친 풀 셀을 충전 전류 조건은 2C-rate, 3C-rate 각각 달리하여 50사이클씩 충전하였으며, 방전 전류 조건은 1C-rate 고정하였다. 전류 조건외 전압과 컷오프 조건은 화성과 스탠다드 과정과 동일하게 진행하였다.First, during the one-time charging and discharging, the full cell is charged at a constant current at 25 ° C. with a current of 0.1 C rate until the voltage reaches 4.2 V (vs. Li), and then in constant voltage (CV) mode. Cut-off at 0.05C current was maintained at 4.2V. Subsequently, it discharged at the constant current of 0.1C rate until the voltage reached 3.0V (vs. Li) at the time of discharge (chemical conversion step, 1st cycle). The full cell, which has undergone the 1st cycle of the formation step, is charged at a constant current until the voltage reaches 4.2V (vs. Li) at a current of 0.2C at 25 ° C., and the current is 0.05C while maintaining 4.2V in the constant voltage mode. Cut-off at. Subsequently, the battery was discharged at a rate of 0.2 C until the voltage reached 3.0 V (vs. Li). This process is called the standard course, and this process is repeated three times. The full cell, which had undergone the standard procedure, was charged by 50 cycles with different charging current conditions of 2C-rate and 3C-rate, respectively, and the discharge current condition was fixed at 1C-rate. Voltage and cutoff conditions in addition to current conditions were performed in the same manner as in Mars and Standard.

급속 충전 특성에 대한 평가 결과를 하기 도 1 내지 도 2에 나타내었다.Evaluation results for the fast charge characteristics are shown in FIGS. 1 to 2.

아래의 도 1 내지 도 2는 본 발명의 일 측면에서 제공하는 상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 따라 제조된 셀을 실험예1에 기반하여, 본 발명의 일 측면에서 제공하는 부반응 억제제의 고속충전 성능 향상에 대한 효과와 적절한 함량을 파악한 것이다. 1 to 2 below is based on Experimental Example 1 of the cell prepared according to Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 provided in one aspect of the present invention, the side reaction inhibitor of the provided in one aspect of the present invention It is to grasp the effect and proper content on the fast charging performance improvement.

부반응 억제제를 적용함에 따라 3C (20분 충전) /1C 방전 수명특성에서 수명 성능이 향상되는 것을 확인 할 수 있다. 이는 부반응 억제제가 전해액 내의 HF를 효과적으로 제거함으로써 전극-전해액 계면의 열화를 최소화하여 전지의 고속충전특성을 향상시킨 것으로 판단된다. As the side reaction inhibitor is applied, it can be seen that the life performance is improved in the 3C (20 minutes charge) / 1C discharge life characteristics. It is believed that the side reaction inhibitor effectively removes HF in the electrolyte, thereby minimizing deterioration of the electrode-electrolyte interface, thereby improving fast charging characteristics of the battery.

실험예2. NCM622/Graphite 풀 셀의 화성 후 NCM622 양극 표면F 1s XPS 분석Experimental Example 2. NCM622 Anode Surface F 1s XPS Analysis After Mars of NCM622 / Graphite Full Cells

우선, 상기 1회 화성 충방전 시, 상기 풀 셀을 25℃에서 0.1C rate의 전류로 전압이 4.2V(vs. Li)에 이를 때까지 정전류 충전하고, 이어서 정전압 (constant voltage, CV) 모드에서 4.2V를 유지하면서 0.05C 전류에서 컷오프(cut-off)하였다. 이어서, 방전시에 전압이 3.0V(vs. Li)에 이를 때까지 0.1C rate의 정전류로 방전하였다(화성단계, 1st 사이클) .상기 화성단계의 1st 사이클을 거친 풀 셀을 아르곤 분위기의 글러브 박스에서 해체한 후 NCM622 양극을 분리한다. 분리한 양극을 DMC에서 세척/건조 후 F 1s XPS 분석을 진행하였다.First, during the one-time charging and discharging, the full cell is charged at a constant current at 25 ° C. with a current of 0.1 C rate until the voltage reaches 4.2 V (vs. Li), and then in constant voltage (CV) mode. Cut-off at 0.05C current was maintained at 4.2V. Subsequently, at the time of discharge, the battery was discharged at a constant current of 0.1 C rate until the voltage reached 3.0 V (vs. Li) (the formation step, 1st cycle). The full cell that passed the 1st cycle of the formation step was placed in an argon glove box. After dismantling at, separate the NCM622 anode. The separated positive electrode was washed / dried in DMC and then F 1s XPS analysis was performed.

도 3은 본 발명의 일 측면에서 제공하는 상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 따라 제조된 셀을 실험예2에 기반하여, 본 발명의 일 측면에서 제공하는 부반응 억제제를 사용함으로써 양극 표면에 HF에 의해 형성될 수 있는 LiF형성이 억제되는 것을 F 1s XPS 분석을 통해서 확인한 것이다. 3 is a cell prepared according to Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 provided in one aspect of the present invention based on Experimental Example 2, by using a side reaction inhibitor provided in one aspect of the present invention to the positive electrode surface It is confirmed through the F 1s XPS analysis that the LiF formation that can be formed by HF is inhibited.

또한, 부반응 억제제 적용시 양극 바인더로 사용되는 PVDF 피크가 더 강하게 나타나는 것으로 보아, 양극 표면에 형성된 피막이 기준 전해액을 사용한 양극보다 얇게 형성되어 있는 것으로 판단된다. 얇은 피막이 형성됨에 따라 양극 계면 저항이 작아지고, 이로 인하여 고속충전 특성이 향상된 것으로 판단할 수 있다. In addition, since the PVDF peak used as the positive electrode binder appears more strongly when the side reaction inhibitor is applied, it is judged that the film formed on the surface of the positive electrode is thinner than the positive electrode using the reference electrolyte solution. As the thin film is formed, the anode interface resistance decreases, and thus, the fast charging property may be improved.

실험예3.Experimental Example 3. 1919 F NMR 분석을 통한 부반응 억제제의 HF 및 LiPFHF and LiPF of side reaction inhibitors by F NMR analysis 66 가수분해 억제 효과 확인 Confirmation of hydrolysis inhibition effect

상기 실시예 4 및 비교예 2 전해액에 1wt%의 물을 첨가한 후 24시간 상온 저장을 진행하고, 19F NMR 분석을 통하여 LiPF6 염의 가수분해 부반응 산물을 분석하였다.Example 4 and Comparative Example 2 After the addition of 1wt% of water to the electrolyte solution and stored at room temperature for 24 hours, the hydrolysis side reaction product of LiPF 6 salt was analyzed by 19 F NMR analysis.

도 4는 본 발명의 일 측면에서 제공하는 상기 실시예 4 및 비교예2에 따라 제조된 전해액의 실험예3에 기반하여, 본 발명의 일측면에서 제공하는 부반응 억제제를 사용함으로써, LiPF6 염의 가수분해 부반응 산물인 PO3F-, PO2F2 2- 와 HF가 상당히 감소하는 것을 확인한 것이다. Figure 4 is based on Experimental Example 3 of the electrolyte prepared according to Example 4 and Comparative Example 2 provided in one aspect of the present invention, by using a side reaction inhibitor provided in one aspect of the present invention, the valence of LiPF 6 salt PO 3 F exploded side reaction products - will verify that the significantly reduced PO 2 F 2 2- and HF.

이를 통하여, 부반응 억제제 첨가제 LiPF6의 가수분해를 억제함으로써 HF와 같은 부반응 산물의 형성을 억제하는 것을 확인 할 수 있다. Through this, it can be confirmed that by inhibiting the hydrolysis of the side reaction inhibitor additive LiPF 6 to suppress the formation of side reaction products such as HF.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The foregoing description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is represented by the following claims, and it should be construed that all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are included in the scope of the present invention.

Claims (12)

LiPF6, LiClO4, LiBF4, LiFSI, LiTFSI, LiSO3CF3, , LiPO2F2, 리튬 비스(옥살레이트)보레이트(Lithium bis(oxalate)borate, LiBOB), 리튬 디플루오로(옥살레이트)보레이트 (Lithium difluoro(oxalate)borate, LiFOB), 리튬 디플루오로(비스옥살레토)포스페이트(Lithium difluoro(bisoxalato) phosphate, LiDFBP), 리튬 테트라플루오로(옥살레이트)포스페이트 (Lithium tetrafluoro(oxalate) phosphate, LiTFOP), 리튬 플루오로말로나토(디플루오로)보레이트 (Lithium fluoromalonato(difluoro) borate, LiFMDFB) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나를 포함하는 리튬 염;
카보네이트계 용매; 및
부반응 억제제;를 포함하는
리튬 이차전지용 전해질 조성물.
LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiFSI, LiTFSI, LiSO 3 CF 3 ,, LiPO 2 F 2 , Lithium bis (oxalate) borate (LiBOB), Lithium difluoro (oxalate) Lithium difluoro (oxalate) borate (LiFOB), Lithium difluoro (bisoxalato) phosphate (Lithium difluoro (bisoxalato) phosphate, LiDFBP), Lithium tetrafluoro (oxalate) phosphate, LiTFOP), Lithium fluoromalonato (difluoro) borate (LiFMDFB) And a lithium salt comprising any one selected from the group consisting of a mixture thereof;
Carbonate solvents; And
Side reaction inhibitors, including
Electrolyte composition for lithium secondary battery.
제1항에 있어서,
상기 카보네이트계 용매는,
에틸렌 카보네이트(Ethylene carbonate, EC), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate, PC), 비닐에틸렌 카보네이트(vinyl ethylene carbonate, VC), 플루오로에틸렌 카보네이트 (fluoroethylene carbonate, FEC) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나를 포함하는 것인,
리튬 이차전지용 전해질 조성물.
The method of claim 1,
The carbonate solvent,
Ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), vinyl ethylene carbonate (VC), fluoroethylene carbonate (FEC), and a mixture thereof. Including one,
Electrolyte composition for lithium secondary battery.
제1항에 있어서,
상기 카보네이트계 용매는,
디메틸 카보네이트(Dimethyl carbonate), 에틸메틸 카보네이트(Ethylmethyl carbonate), 디에틸 카보네이트(Diethyl carbonate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나를 포함하는 것인,
리튬 이차전지용 전해질 조성물.
The method of claim 1,
The carbonate solvent,
Dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate (Ethylmethyl carbonate), diethyl carbonate (Diethyl carbonate) and any one selected from the group consisting of a mixture thereof,
Electrolyte composition for lithium secondary battery.
제1항에 있어서,
상기 부반응 억제제는,
이소시아네이트기(N=C=O) 또는 이소티오시아네이트기(N=C=S)를 포함하는 것인,
리튬 이차전지용 전해질 조성물.
The method of claim 1,
The side reaction inhibitor,
One containing an isocyanate group (N = C = O) or an isothiocyanate group (N = C = S),
Electrolyte composition for lithium secondary battery.
제1항에 있어서.
상기 부반응 억제제는,
하기의 화학식 1의 화합물 을 포함하는 것인,
리튬 이차전지용 전해질 조성물.
<화학식1>
Figure pat00005

(상기 A는, 황(S) 또는 산소(O)이고, 상기 R1 내지 R3는 C1 내지 C10의 선형 탄소사슬이다)
The method of claim 1.
The side reaction inhibitor,
To include a compound of formula (1)
Electrolyte composition for lithium secondary battery.
<Formula 1>
Figure pat00005

(A is sulfur (S) or oxygen (O), and R1 to R3 are C1 to C10 linear carbon chains.)
제1항에 있어서,
상기 리튬 염의 농도는, 0.1 M 내지 3M 인 것인,
리튬 이차전지용 전해질 조성물.
The method of claim 1,
Concentration of the lithium salt is 0.1 M to 3M,
Electrolyte composition for lithium secondary battery.
제1항에 있어서,
상기 부반응 억제제의 농도는, 0.1 중량% 내지 10 중량% 인 것인,
리튬 이차전지용 전해질 조성물.
The method of claim 1,
Concentration of the side reaction inhibitor is 0.1 to 10% by weight,
Electrolyte composition for lithium secondary battery.
제1항에 있어서,
상기 부반응은,
양극, 음극 또는 이 둘의 표면에서의 리튬염의 가수분해반응 및 전극-전해액 계면 부반응을 포함하는 것인,
리튬 이차전지용 전해질 조성물.
The method of claim 1,
The side reaction is,
It comprises a hydrolysis reaction of the lithium salt on the surface of the positive electrode, the negative electrode or both and the electrode-electrolyte interface side reaction,
Electrolyte composition for lithium secondary battery.
제1항에 있어서,
1,2-디메톡시에테인(1,2-dimethoxyethane), 1,3-디옥소레인(1,3-dioxolane), 디에틸렌 글리콜(Diethylene glycol), 디메틸에테르(dimethyl ether), 테르라에틸렌 글리콜(tetraethylene glycol) 디에틸렌 글리콜디메틸 에테르 (diethylene glycol dimethyl ether), 트리에틸렌 글리콘 디메틸 에테르 (triethylene glycol dimethyl ether),테트라에틸렌 글리콜 디메틸 에테르(tetraethylene glycol dimethyl ether)및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 에테르계 용매;를 더 포함하는,
리튬 이차전지용 전해질 조성물.
The method of claim 1,
1,2-dimethoxyethane (1,2-dimethoxyethane), 1,3-dioxolane (1,3-dioxolane), diethylene glycol, dimethyl ether, teraethylene glycol ( tetraethylene glycol) selected from the group consisting of diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, and mixtures thereof One ether-based solvent; further comprising,
Electrolyte composition for lithium secondary battery.
제1항에 있어서,
FEC(Fluoroethylene carbonate), VC(Vinylene carbonate), LiDFOB(Lithium oxalyldifluoroborate), LiNO3(Lithium nitrate), MVC(4-methyl-1,3-dioxol-2-one), FVC(4-fluoro-1,3-dioxol-2-one), FMVC(4- (fluoranylmethyl)-1,3-dioxol-2-one), TFMVC(4-(trifluoromethyl)-1,3-dioxol-2- one), FPVC(4-(4-fluorophenyl)-1,3-dioxol-2-one), TFPVC(4-(4- (trifluoromethyl)phenyl)-1,3-dioxol- 2-one), PFPVC(4-(pentafluorophenyl)-1,3- dioxol-2-one), FTMSVC(4-((fluoro-((trimethylsilyl) oxy)alkoxy)methyl)-1,3- dioxol-2-one), PFMVC (4-((perfluoroalkoxy)methyl)-1,3-dioxol-2- one) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 추가 첨가제;를 더 포함하는,
리튬 이차전지용 전해질 조성물.
The method of claim 1,
Fluoroethylene carbonate (FEC), vinyl carbonate (VC), lithium oxalyldifluoroborate (LiDFOB), lithium nitrate (LiNO3), 4-methyl-1,3-dioxol-2-one (MVC), 4-fluoro-1,3 -dioxol-2-one), FMVC (4- (fluoranylmethyl) -1,3-dioxol-2-one), TFMVC (4- (trifluoromethyl) -1,3-dioxol-2-one), FPVC (4- (4-fluorophenyl) -1,3-dioxol-2-one), TFPVC (4- (4- (trifluoromethyl) phenyl) -1,3-dioxol-2-one), PFPVC (4- (pentafluorophenyl) -1 , 3-dioxol-2-one), FTMSVC (4-((fluoro-((trimethylsilyl) oxy) alkoxy) methyl) -1,3-dioxol-2-one), PFMVC (4-((perfluoroalkoxy) methyl) -1,3-dioxol-2-one) and any one additional additive selected from the group consisting of a mixture thereof;
Electrolyte composition for lithium secondary battery.
제1항에 있어서,
상기 전해질 조성물은, 100 사이클 이후 용량 유지율이 80.0% 내지 99% 인 것인,
리튬 이차전지용 전해질 조성물.
The method of claim 1,
The electrolyte composition has a capacity retention rate of 80.0% to 99% after 100 cycles.
Electrolyte composition for lithium secondary battery.
양극;
음극;
상기 양극과 음극 사이의 이온 투과성 분리막; 및
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 리튬 이차전지용 전해질 용액을 포함하는,
리튬 이차전지.
anode;
cathode;
An ion permeable separator between the anode and the cathode; And
Claim 1 to claim 11, comprising the electrolyte solution for lithium secondary battery of any one of
Lithium secondary battery.
KR1020180075367A 2018-06-29 2018-06-29 Electrolyte composition for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the same KR20200002167A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180075367A KR20200002167A (en) 2018-06-29 2018-06-29 Electrolyte composition for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180075367A KR20200002167A (en) 2018-06-29 2018-06-29 Electrolyte composition for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200002167A true KR20200002167A (en) 2020-01-08

Family

ID=69154240

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180075367A KR20200002167A (en) 2018-06-29 2018-06-29 Electrolyte composition for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20200002167A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210121327A (en) * 2020-03-26 2021-10-08 군산대학교산학협력단 Electrolyte composition for lithium metal battery, and lithium secondary battery comprising same
CN113753875A (en) * 2020-06-05 2021-12-07 浙江蓝天环保高科技股份有限公司 Preparation method of lithium difluorobis (oxalate) phosphate
KR20220067408A (en) 2020-11-17 2022-05-24 한국전기연구원 Electrolyte composition for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same
CN115360423A (en) * 2022-09-20 2022-11-18 济南大学 Method for improving electrical property of metal secondary battery
CN115842165A (en) * 2022-11-18 2023-03-24 广州天赐高新材料股份有限公司 Electrolyte additive, electrolyte and lithium secondary battery

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210121327A (en) * 2020-03-26 2021-10-08 군산대학교산학협력단 Electrolyte composition for lithium metal battery, and lithium secondary battery comprising same
CN113753875A (en) * 2020-06-05 2021-12-07 浙江蓝天环保高科技股份有限公司 Preparation method of lithium difluorobis (oxalate) phosphate
KR20220067408A (en) 2020-11-17 2022-05-24 한국전기연구원 Electrolyte composition for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same
CN115360423A (en) * 2022-09-20 2022-11-18 济南大学 Method for improving electrical property of metal secondary battery
CN115842165A (en) * 2022-11-18 2023-03-24 广州天赐高新材料股份有限公司 Electrolyte additive, electrolyte and lithium secondary battery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5467189B2 (en) Non-aqueous electrolyte and electrochemical cell including the same
KR100817695B1 (en) Electrochemical cells for providing overcharge protection
EP2645463B1 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery and anode for secondary battery
JP4012174B2 (en) Lithium battery with efficient performance
EP2031690A1 (en) Electrolytes, cells and methods of forming passivation layers
KR101211127B1 (en) Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same
KR20200002167A (en) Electrolyte composition for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the same
JP2019057356A (en) Electrolytic solution for nonaqueous electrolyte battery, and nonaqueous electrolyte battery using the same
JP2009105069A (en) Electrolyte for lithium secondary battery, and lithium secondary battery containing same
CN106033824B (en) High-voltage lithium ion battery and electrolyte thereof
KR100984134B1 (en) Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same
KR20190092880A (en) Electrolyte for Secondary Battery and Secondary Battery Comprising the Same
KR102017939B1 (en) Electrolyte composition for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the same
CN113113668B (en) Electrolyte additive, non-aqueous electrolyte containing electrolyte additive and lithium ion battery
CN104409771A (en) Nitrile ethyl hydrofluoroether-containing electrolyte and lithium secondary battery
KR102488633B1 (en) Electrolyte Additives for Secondary Batteries, Non-Aqueous Electrolytes for Lithium Secondary Batteries Containing the Same, and Lithium Secondary Batteries Including the Same
KR20180049341A (en) Electrolyte and lithium secondary battery comprising the same
KR20210057685A (en) Non-aqueous electrolyte solution and lithium metal secondary battery and lithium ion secondary battery including the same
KR102498343B1 (en) Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery including the same
KR102600045B1 (en) Electrolyte Solution for Secondary Battery and Secondary Battery Comprising the Same
KR102486689B1 (en) Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery including the same
KR102503055B1 (en) Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery including the same
JP5421803B2 (en) Additive for lithium ion secondary battery electrolyte
KR101004399B1 (en) Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same
KR20230090213A (en) Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
E601 Decision to refuse application
E801 Decision on dismissal of amendment