KR20200041171A - Non-aqueous electrolyte solution and lithium secondary battery comprising the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a non-aqueous electrolyte additive, a non-aqueous electrolyte for a lithium ion battery containing the same, and a lithium ion battery. Specifically, the present invention relates to a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt, an organic solvent, and a Lewis base-based compound represented by chemical formula 1 as an additive. The present invention also relates to a lithium secondary battery having improved high-temperature storage performance by containing the same.

Description

리튬 이차전지용 비수전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지{NON-AQUEOUS ELECTROLYTE SOLUTION AND LITHIUM SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME}Non-aqueous electrolyte for lithium secondary batteries and lithium secondary batteries containing the same {NON-AQUEOUS ELECTROLYTE SOLUTION AND LITHIUM SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME}

본 발명은 리튬염의 분해산물을 제거하고, 전극 표면에 안정한 피막을 형성할 수 있는 첨가제를 포함하는 리튬 이차전지용 비수전해액 및 이를 포함함으로써 고온 저장 특성이 향상된 리튬 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a non-aqueous electrolyte for a lithium secondary battery containing an additive capable of removing a decomposition product of a lithium salt and forming a stable film on an electrode surface, and a lithium secondary battery having improved high temperature storage characteristics by including the same.

정보사회의 발달로 인한 개인 IT 디바이스와 전산망이 발달되고 이에 수반하여 전반적인 사회의 전기에너지에 대한 의존도가 높아지면서, 전기 에너지를 효율적으로 저장하고 활용하기 위한 기술 개발이 요구되고 있다.With the development of the information society, personal IT devices and computer networks have been developed, and as a result, the overall dependence of society on electrical energy has increased, and technology development for efficiently storing and utilizing electrical energy is required.

이를 위해 개발된 기술 중 여러 용도에 가장 적합한 기술이 이차전지 기반 기술이다. 이차전지의 경우 개인 IT 디바이스 등에 적용될 수 있을 정도로 소형화가 가능하며, 전기자동차, 전력 저장 장치 등에 적용될 수도 있기 때문에 이에 대한 관심이 대두되고 있다. 이런 이차전지 기술 중, 이론적으로 에너지 밀도가 가장 높은 전지 시스템인 리튬 이온 전지가 각광을 받고 있으며, 현재 여러 디바이스에 적용되고 있다. For this purpose, the technology most suitable for various uses is a secondary battery-based technology. In the case of a secondary battery, it can be miniaturized to a degree that can be applied to personal IT devices, etc., and it can be applied to electric vehicles, electric power storage devices, etc. Among these secondary battery technologies, lithium ion batteries, which are theoretically the most energy-dense battery systems, are in the spotlight and are currently applied to various devices.

리튬 이온 전지 시스템의 경우 리튬 금속을 직접 시스템에 적용하였던 초창기와는 달리, 리튬을 함유하고 있는 전이금속 산화물을 양극재로 사용하고, 음극재로 흑연 등의 탄소계 물질과 실리콘 합금계 물질 등을 음극으로 적용하는 등, 리튬 금속을 전지 내부에 직접적으로 사용하지 않는 시스템이 구현되고 있다. In the case of the lithium ion battery system, unlike the early days when lithium metal was directly applied to the system, a transition metal oxide containing lithium is used as a positive electrode material, and carbon-based materials such as graphite and silicon alloy-based materials are used as a negative electrode material. A system in which lithium metal is not directly used inside a battery, such as application as a negative electrode, has been implemented.

즉, 리튬 이온 전지 시스템은 크게 리튬을 함유하고 있는 전이금속 산화물로 구성된 양극과, 리튬을 저장할 수 있는 음극, 리튬 이온을 전달하는 매개체가 되는 전해액, 분리막으로 구성되어 있다. That is, the lithium ion battery system is largely composed of a positive electrode composed of a transition metal oxide containing lithium, a negative electrode capable of storing lithium, an electrolyte solution as a medium for transferring lithium ions, and a separator.

이중 전해액의 경우 전지의 안정성(stability)과 안전성(safety) 등에 큰 영향을 주는 구성 성분으로 알려지면서, 이에 대해 많은 연구가 진행되고 있다. 리튬 이온 전지용 전해액의 경우, 리튬염과 이를 용해시키는 유기용매, 그리고 기능성 첨가제 등으로 구성되는데, 전지의 전기화학적 특성을 개선하기 위해서는 이 구성 요소들의 적합한 선정이 중요하다. In the case of the double electrolyte, it is known as a component having a great influence on the stability and safety of the battery, and many studies have been conducted on this. In the case of the electrolyte solution for a lithium ion battery, it is composed of a lithium salt, an organic solvent dissolving it, and a functional additive, and it is important to properly select these components in order to improve the electrochemical properties of the battery.

현재 사용되는 대표적인 리튬염으로는 LiPF6, LiBF4, LiFSI (lithium fluorosulfonyl imide, LiN(SO2F)2), LiTFSI (lithium (bis)trifluoromethanesulfonyl imide, LiN(SO2CF3)2) 또는 LiBOB (lithium bis(oxalate) borate, LiB(C2O4)2) 등이 이용되고 있으며, 유기용매의 경우에는 카보네이트계 유기용매 또는 에스테르계 유기용매 등이 이용되고 있다.LiPF 6 , LiBF 4 , LiFSI (lithium fluorosulfonyl imide, LiN (SO 2 F) 2 ), LiTFSI (lithium (bis) trifluoromethanesulfonyl imide, LiN (SO 2 CF 3 ) 2 ) or LiBOB ( Lithium bis (oxalate) borate, LiB (C 2 O 4 ) 2 ), etc. are used, and in the case of an organic solvent, a carbonate-based organic solvent or an ester-based organic solvent is used.

이러한 리튬 이온 전지의 경우, 고온에서의 충방전 혹은 고온 저장 시의 저항 증가와 용량 감퇴 등의 성능 열화가 큰 문제점이 되고 있다.In the case of such a lithium ion battery, deterioration in performance, such as an increase in resistance during charging and discharging at a high temperature or storage at a high temperature, and a decrease in capacity, has become a major problem.

이러한 현상이 야기되는 원인 중 하나는 고온에서 전해액의 열화로 발생하는 부반응, 그 중에서도 리튬염의 분해가 원인으로 알려져 있다. 즉, 고온에서 리튬염의 분해에 의해 부산물이 발생하고, 이러한 부산물은 활성화 후 양극 및 음극의 표면에 형성된 부동태 피막을 열화시켜, 전해액의 추가적인 분해와 이에 수반된 음극의 자가 방전 등을 유발시키게 된다.One of the causes of this phenomenon is a side reaction caused by the deterioration of the electrolyte at high temperature, and among them, decomposition of the lithium salt is known as a cause. That is, by-products are generated by decomposition of the lithium salt at high temperature, and these by-products degrade the passivation film formed on the surfaces of the positive electrode and the negative electrode after activation, causing further decomposition of the electrolyte solution and self-discharge of the negative electrode accompanying it.

이에, 최근에는 고온에서 전극 표면의 피막의 부동태 능력을 확보하기 위하여, 전해액 내에 환원 분해가 잘 이루어 질뿐만 아니라, 리튬염의 분해산물을 효과적으로 제거할 수 있는 첨가제를 포함하는 새로운 구성의 비수전해액에 대한 개발이 대두되고 있다.Accordingly, recently, in order to secure the passivation ability of the coating on the surface of the electrode at a high temperature, not only does the decomposition decomposition well in the electrolytic solution, but also the new composition of the non-aqueous electrolyte containing an additive capable of effectively removing the decomposition products of the lithium salt. Development is on the rise.

한국 공개특허공보 제2015-0135278호Korea Patent Publication No. 2015-0135278

본 발명은 리튬염의 분해산물을 제거하고, 전극 표면에 안정한 피막을 형성할 수 있는 첨가제를 포함하는 리튬 이차전지용 비수전해액을 제공하고자 한다.The present invention is to provide a non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery including an additive capable of removing a decomposition product of a lithium salt and forming a stable film on the electrode surface.

또한, 본 발명은 상기 리튬 이차전지용 비수전해액을 포함함으로써, 고온 저장 성능이 향상된 리튬 이차전지를 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a lithium secondary battery having improved high-temperature storage performance by including the non-aqueous electrolyte for the lithium secondary battery.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에서는, In one embodiment of the present invention for achieving the above object,

리튬염; 유기용매; 및 첨가제를 포함하고,Lithium salt; Organic solvents; And additives,

상기 첨가제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 리튬 이차전지용 비수전해액을 제공한다.The additive provides a non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery comprising a compound represented by the following Chemical Formula 1.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 1에서,In Chemical Formula 1,

R은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기이고,R is a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 5 carbon atoms,

R1은 적어도 하나 이상의 불소 원소로 치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 -OR2이고, 이때 상기 R2는 적어도 하나 이상의 불소 원소로 치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬기이며, a는 0 또는 1의 정수이다.R 1 is an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms substituted with at least one fluorine element or -OR 2 , wherein R 2 is an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms substituted with at least one fluorine element, and a is 0 or 1 It is an integer.

상기 화학식 1에서, R은 탄소수 1 내지 3의 알킬렌기이고, R1은 적어도 하나 이상의 불소 원소로 치환된 탄소수 1 내지 3의 알킬기 또는 -OR2이고, 이때 상기 R2는 적어도 하나 이상의 불소 원소로 치환된 탄소수 1 내지 3의 알킬기일 수 있다.In Formula 1, R is an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, R 1 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or -OR 2 substituted with at least one fluorine element, wherein R 2 is at least one fluorine element It may be a substituted C 1-3 alkyl group.

구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1a 내지 화학식 1d로 표시되는 것 중 적어도 하나 일 수 있다.Specifically, the compound represented by Formula 1 may be at least one of the following Formula 1a to Formula 1d.

[화학식 1a][Formula 1a]

Figure pat00002
Figure pat00002

[화학식 1b][Formula 1b]

Figure pat00003
Figure pat00003

[화학식 1c][Formula 1c]

Figure pat00004
Figure pat00004

[화학식 1d][Formula 1d]

Figure pat00005
Figure pat00005

더욱 구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 화학식 1a로 표시되는 화합물일 수 있다.More specifically, the compound represented by Formula 1 may be a compound represented by Formula 1a.

상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 비수전해액 전체 중량을 기준으로 0.07 중량% 내지 5.5 중량%, 구체적으로 0.1 중량% 내지 5 중량%, 보다 구체적으로 0.5 중량% 내지 3 중량%로 포함될 수 있다.The compound represented by Formula 1 may be included in 0.07% to 5.5% by weight, specifically 0.1% to 5% by weight, and more specifically 0.5% to 3% by weight based on the total weight of the non-aqueous electrolyte.

또한, 상기 리튬 이차전지용 비수전해액은 설톤계 화합물, 할로겐 치환된 카보네이트계 화합물, 니트릴계 화합물, 환형 설파이트계 화합물, 및 환형 카보네이트계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 부가적 첨가제를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 리튬 이차전지용 비수전해액은 부가적 첨가제로 환형 카보네이트계 화합물을 포함할 수 있다.In addition, the non-aqueous electrolyte for the lithium secondary battery may further include at least one additional additive selected from the group consisting of sultone-based compounds, halogen-substituted carbonate-based compounds, nitrile-based compounds, cyclic sulfite-based compounds, and cyclic carbonate-based compounds. You can. Specifically, the non-aqueous electrolyte solution for the lithium secondary battery may include a cyclic carbonate-based compound as an additional additive.

또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에서는In addition, in another embodiment of the present invention

음극 활물질을 포함하는 음극; 양극 활물질을 포함하는 양극; 상기 음극과 양극 사이에 개재된 분리막; 및 전해액을 포함하고, A negative electrode comprising a negative electrode active material; A positive electrode comprising a positive electrode active material; A separator interposed between the cathode and the anode; And an electrolyte,

상기 전해액은 본 발명의 비수전해액인 것인 리튬 이차전지를 제공한다.The electrolyte solution provides a lithium secondary battery that is a non-aqueous electrolyte solution of the present invention.

이때, 상기 음극 활물질은 실리콘계 활물질을 포함할 수 있다.In this case, the negative active material may include a silicon-based active material.

본 발명에서는 구조 내에 삼중 결합 및 비공유 전자쌍을 포함하는 루이스(Lewis) 염기 물질을 전해액 첨가제로 포함함으로써, 리튬염의 분해에 의해 생성되는 분해산물인 루이스 산을 제거(scavenging)하는 동시에, 전극 표면에 안정한 피막을 형성하여 양극으로부터 전이금속의 용출을 억제할 수 있는 비수전해액을 제공할 수 있다. 또한, 이를 포함함으로써 SEI 막의 파괴에 의한 자가 방전 현상을 개선하여 고온 저장 성능이 향상된 리튬 이차전지를 제조할 수 있다.In the present invention, by including a Lewis base material containing a triple bond and a non-covalent electron pair in the structure as an electrolyte additive, the Lewis acid, a decomposition product generated by decomposition of a lithium salt, is simultaneously removed, and is stable on the electrode surface. A non-aqueous electrolyte solution capable of suppressing the elution of the transition metal from the anode by forming a coating film can be provided. In addition, by including this, it is possible to manufacture a lithium secondary battery with improved high temperature storage performance by improving the self-discharge phenomenon due to the destruction of the SEI film.

이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이때, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail to aid understanding of the present invention. At this time, the terms or words used in the present specification and claims should not be interpreted as being limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventor appropriately defines the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. Based on the principle that it can be done, it should be interpreted as a meaning and a concept consistent with the technical idea of the present invention.

한편, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Meanwhile, the terms used in the present specification are only used to describe exemplary embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this specification, the terms "include", "have" or "have" are intended to indicate the presence of implemented features, numbers, steps, elements or combinations thereof, one or more other features or It should be understood that the existence or addition possibilities of numbers, steps, elements, or combinations thereof are not excluded in advance.

본 명세서에서, "%"는 명시적인 다른 표시가 없는 한 중량%를 의미한다.In this specification, "%" means weight percent unless otherwise indicated.

본 발명을 설명하기에 앞서, 명세서 내에서 "탄소수 a 내지 b"의 기재에 있어서, "a" 및 "b"는 구체적인 작용기에 포함되는 탄소 원자의 개수를 의미한다. 즉, 상기 작용기는 "a" 내지 "b" 개의 탄소원자를 포함할 수 있다. 예를 들어, "탄소수 1 내지 5의 알킬렌기"는 탄소수 1 내지 5의 탄소 원자를 포함하는 알킬렌기, 즉 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2(CH2)CH-, -CH(CH2)CH2- 및 -CH(CH2)CH2CH2- 등을 의미한다.Before describing the present invention, in the description of "carbon numbers a to b" in the specification, "a" and "b" mean the number of carbon atoms included in a specific functional group. That is, the functional group may include "a" to "b" carbon atoms. For example, "an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms" means an alkylene group containing 1 to 5 carbon atoms, ie -CH 2- , -CH 2 CH 2- , -CH 2 CH 2 CH 2 -,- CH 2 (CH 2 ) CH-, -CH (CH 2 ) CH 2 -and -CH (CH 2 ) CH 2 CH 2- .

이때, 상기 "알킬렌기"라는 용어는 분지된 또는 분지되지 않은 지방족 탄화수소기 또는 상기 지방족 탄화수소기에서 양단에 위치하는 탄소원자로부터 수소원자가 하나씩 빠진 형태의 작용기를 의미한다. At this time, the term "alkylene group" refers to a functional group in the form of a branched or unbranched aliphatic hydrocarbon group or a hydrogen atom missing one by one from carbon atoms located at both ends of the aliphatic hydrocarbon group.

또한, 본 명세서에서, "치환"이란 별도의 정의가 없는 한, 탄소에 결합된 적어도 하나 이상의 수소가 수소 이외의 원소로 치환된 것을 의미하며, 예를 들면, 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 불소 원소로 치환된 것을 의미한다.In addition, in the present specification, "substitution" means that at least one hydrogen bonded to carbon is substituted with an element other than hydrogen, unless otherwise defined, for example, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a fluorine element. Means substituted with.

또한, 본 발명에서 특별한 언급이 없는 한 " * "는 동일하거나, 상이한 원자 또는 화학식의 말단부 간의 연결된 부분을 의미한다.In addition, unless otherwise specified in the present invention, "*" means the same or different atoms or connected parts between the ends of chemical formulas.

종래 양/음극 표면에 형성된 부동태 피막은 전해액 분해로 형성되는 것으로, 고온 저장 성능을 확보하는데 큰 영향을 주는 요소이다. The passivation film formed on the surface of a conventional positive / negative electrode is formed by decomposition of an electrolytic solution, and is a factor having a great influence on securing high temperature storage performance.

한편, 리튬 이온 전지에 널리 사용되는 리튬염인 LiPF6의 열분해로 생성되는 HF와 PF5와 같은 루이스 산(Lewis acid) 물질은 피막을 열화시키는 요소 중 하나로 알려져 있다. 즉, 이러한 산의 공격에 의하여 양극 표면이 열화되면 전이금속 용출이 발생하여 표면의 국부 구조의 변화로 양극의 표면 저항이 증가되고, 레독스 센터(redox center)를 소실하여 이론 용량이 줄어들기 때문에 발현 용량이 감소할 수 있다. 또한, 용출된 금속 이온의 경우 강한 환원 전위 대역에서 반응하는 음극에 전착되어, 피막을 파괴하면서 음극 표면을 노출시키기 때문에, 추가적인 전해질 분해로 인한 전자의 소모로 인한 비가역 용량을 증가시키고, 음극의 저항을 증가시켜, 셀 용량을 지속적으로 저하시키는 문제가 있다. Meanwhile, Lewis acid materials such as HF and PF 5 produced by thermal decomposition of LiPF 6 , a lithium salt widely used in lithium ion batteries, are known to be one of the factors that deteriorate the coating. That is, when the surface of the anode is deteriorated by the attack of the acid, transition metal elution occurs, and the surface resistance of the anode increases due to the change in the local structure of the surface, and the theoretical capacity decreases due to the loss of the redox center. The expression dose can be reduced. In addition, in the case of eluted metal ions, it is electrodeposited on the negative electrode reacting in a strong reduction potential band, thereby exposing the negative electrode surface while destroying the film, thereby increasing the irreversible capacity due to the consumption of electrons due to additional electrolyte decomposition and resisting the negative electrode By increasing the, there is a problem of continuously lowering the cell capacity.

따라서, 전극 표면의 부동태 피막 능력을 유지하기 위해서는 리튬염의 분해산물인 루이스 산 등을 제거하여 피막의 손상을 억제하는 것이 주요한 해결책이라 할 수 있다Therefore, in order to maintain the passivation ability of the electrode surface, the main solution is to suppress the damage of the coating by removing Lewis acid, which is a decomposition product of the lithium salt.

이에, 본 발명에서는 고온 저장 시 발생되는 리튬염의 분해산물을 제거할 수 있는 루이스 염기 물질을 첨가제로 포함하는 비수전해액과, 이를 포함함으로써 고온 저장 안정성이 향상된 리튬 이차전지를 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte solution containing a Lewis base material capable of removing decomposition products of lithium salt generated during high temperature storage as an additive, and a lithium secondary battery having improved high temperature storage stability by including the same.

비수전해액Non-aqueous electrolyte

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에서는Specifically, in one embodiment of the present invention

리튬염; 유기용매; 및 첨가제를 포함하고,Lithium salt; Organic solvents; And additives,

상기 첨가제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 리튬 이차전지용 비수전해액을 제공한다.The additive provides a non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery comprising a compound represented by the following Chemical Formula 1.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00006
Figure pat00006

상기 화학식 1에서,In Chemical Formula 1,

R은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기이고,R is a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 5 carbon atoms,

R1은 적어도 하나 이상의 불소 원소로 치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 -OR2이고, 이때 상기 R2는 적어도 하나 이상의 불소 원소로 치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬기이며, a는 0 또는 1의 정수이다.R 1 is an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms substituted with at least one fluorine element or -OR 2 , wherein R 2 is an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms substituted with at least one fluorine element, and a is 0 or 1 It is an integer.

(1) 리튬염(1) lithium salt

먼저, 상기 리튬염은 리튬 이차전지용 전해액에 통상적으로 사용되는 것들이 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들어 양이온으로 Li+를 포함하고, 음이온으로는 F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, N(CN)2 -, BF4 -, ClO4 -, AlO4 -, AlCl4 -, PF6 -, SbF6 -, AsF6 -, B10Cl10 -, BF2C2O4 -, B(C2O4)2 -, PF4C2O4 -, PF2C4O8 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, CF3SO3 -, C4F9SO3 -, CF3CF2SO3 -, (CF3SO2)2N-, (FSO2)2N-, CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, CH3SO3 -, CF3(CF2)7SO3 -, CF3CO2 -, CH3CO2 -, SCN- 및 (CF3CF2SO2)2N-로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 들 수 있다. 구체적으로, 상기 리튬염은 LiCl, LiBr, LiI, LiBF4, LiClO4, LiAlO4, LiAlCl4, LiPF6, LiSbF6, LiAsF6, LiB10Cl10, LiCF3CO2, LiBOB (LiB(C2O4)2), LiTFSI (LiN(SO2CF3)2), LiFSI (LiN(SO2F)2), LiCH3SO3, LiCF3SO3, 및 LiCH3CO2으로 이루어진 군으로부터 선택된 단일물 또는 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다. First, the lithium salt is in can be used without limitation, those which are commonly used in a lithium secondary battery electrolyte, for example comprising a Li + as the cation, the anion is F -, Cl -, Br - , I -, NO 3 -, N (CN) 2 - , BF 4 -, ClO 4 -, AlO 4 -, AlCl 4 -, PF 6 -, SbF 6 -, AsF 6 -, B 10 Cl 10 -, BF 2 C 2 O 4 - , B (C 2 O 4) 2 -, PF 4 C 2 O 4 -, PF 2 C 4 O 8 -, (CF 3) 2 PF 4 -, (CF 3) 3 PF 3 -, (CF 3) 4 PF 2 -, (CF 3) 5 PF -, (CF 3) 6 P -, CF 3 SO 3 -, C 4 F 9 SO 3 -, CF 3 CF 2 SO 3 -, (CF 3 SO 2) 2 N -, (FSO 2) 2 N -, CF 3 CF 2 (CF 3) 2 CO -, (CF 3 SO 2) 2 CH -, CH 3 SO 3 -, CF 3 (CF 2) 7 SO 3 -, CF 3 CO 2 -, CH 3 CO 2 -, SCN - may be at least one selected from the group consisting of - and (CF 3 CF 2 SO 2) 2 N. Specifically, the lithium salt is LiCl, LiBr, LiI, LiBF 4 , LiClO 4 , LiAlO 4 , LiAlCl 4 , LiPF 6 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiB 10 Cl 10 , LiCF 3 CO 2, LiBOB (LiB (C 2 O 4 ) 2 ), LiTFSI (LiN (SO 2 CF 3 ) 2 ), LiFSI (LiN (SO 2 F) 2 ), LiCH 3 SO 3 , LiCF 3 SO 3 , and LiCH 3 CO 2 Or a mixture of two or more.

상기 리튬염은 통상적으로 사용 가능한 범위 내에서 적절히 변경할 수 있으며, 전극 표면에서 최적의 부동태 피막 형성 효과를 얻기 위하여, 전해액 내에 0.8M 내지 4.0M의 농도로 포함할 수 있다..The lithium salt may be appropriately changed within a range that can be normally used, and may be included in an electrolytic solution at a concentration of 0.8M to 4.0M in order to obtain an optimal passivation film forming effect on the electrode surface.

(2) 유기용매(2) Organic solvent

상기 유기용매로는 환형 카보네이트계 유기용매, 선형 카보네이트계 유기용매, 선형 에스테르계 유기용매 및 환형 에스테르계 유기용매로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 유기용매를 포함할 수 있다.The organic solvent may include at least one organic solvent selected from the group consisting of a cyclic carbonate-based organic solvent, a linear carbonate-based organic solvent, a linear ester-based organic solvent, and a cyclic ester-based organic solvent.

구체적으로, 상기 유기용매로는 환형 카보네이트계 유기용매 및 선형 카보네이트계 유기용매를 포함할 수 있다. Specifically, the organic solvent may include a cyclic carbonate-based organic solvent and a linear carbonate-based organic solvent.

상기 환형 카보네이트계 유기용매는 그 구체적인 예로 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 1,2-부틸렌 카보네이트, 2,3-부틸렌 카보네이트, 1,2-펜틸렌카보네이트, 2,3-펜틸렌 카보네이트 및 비닐렌 카보네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 들 수 있으며, 이 중에서도 고점도의 유기용매로서 유전율이 높아 전해질 내의 리튬염을 잘 해리시키는 에틸렌 카보네이트를 포함할 수 있다.Examples of the cyclic carbonate-based organic solvent include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), 1,2-butylene carbonate, 2,3-butylene carbonate, 1,2-pentylene carbonate, and 2,3- And any one or a mixture of two or more selected from the group consisting of pentylene carbonate and vinylene carbonate. Among them, as a high-viscosity organic solvent, the dielectric constant is high and ethylene carbonate that dissociates lithium salt in the electrolyte well is included. You can.

또한, 상기 저점도 및 저유전율을 가지는 선형 카보네이트계 유기용매의 구체적인 예로는 디메틸 카보네이트(dimethyl carbonate, DMC), 디에틸 카보네이트(diethyl carbonate, DEC), 디프로필 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트(EMC), 메틸프로필 카보네이트 및 에틸프로필 카보네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물 등이 대표적으로 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. In addition, specific examples of the linear viscosity-based organic solvent having low viscosity and low dielectric constant are dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate, ethyl methyl carbonate (EMC), methyl Any one selected from the group consisting of propyl carbonate and ethylpropyl carbonate or a mixture of two or more of them may be used, but is not limited thereto.

또한, 상기 유기용매는 높은 전기 전도율을 갖는 전해액을 제조하기 위하여, 상기 선형 에스테르계 유기용매 및/또는 환형 에스테르계 유기용매를 더 포함할 수도 있다.Further, the organic solvent may further include the linear ester-based organic solvent and / or the cyclic ester-based organic solvent in order to prepare an electrolyte having high electrical conductivity.

이러한 선형 에스테르계 유기용매는 그 구체적인 예로 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 메틸 프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, 프로필 프로피오네이트 및 부틸 프로피오네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 유기용매를 들 수 있다. 또한, 상기 환형 에스테르계 유기용매로는 γ-부티로락톤, γ-발레로락톤, γ-카프로락톤, σ-발레로락톤, ε-카프로락톤으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 유기용매를 들 수 있다.Examples of the linear ester-based organic solvent include at least one organic solvent selected from the group consisting of methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate and butyl propionate. Can be lifted. In addition, the cyclic ester-based organic solvent includes at least one organic solvent selected from the group consisting of γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ-caprolactone, σ-valerolactone, and ε-caprolactone. You can.

상기 유기용매는 필요에 따라 리튬 이차전지용 전해액에 통상적으로 사용되는 유기용매를 제한 없이 추가하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 에테르계 유기용매 및 니트릴계 유기용매 중 적어도 하나 이상의 유기용매를 추가로 포함할 수도 있다.The organic solvent may be used by adding, without limitation, an organic solvent that is conventionally used in an electrolyte for a lithium secondary battery. For example, at least one organic solvent of an ether-based organic solvent and a nitrile-based organic solvent may be further included.

상기 에테르계 유기용매로는 디메틸에테르, 디에틸에테르, 디프로필 에테르, 메틸에틸에테르, 메틸프로필 에테르 및 에틸프로필 에테르로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.As the ether-based organic solvent, any one selected from the group consisting of dimethyl ether, diethyl ether, dipropyl ether, methyl ethyl ether, methyl propyl ether, and ethyl propyl ether, or a mixture of two or more of them may be used. It is not limited.

상기 니트릴계 유기용매는 예를 들면, 아세토니트릴, 프로피오니트릴, 부티로니트릴, 발레로니트릴, 카프릴로니트릴, 헵탄니트릴, 사이클로펜탄 카보니트릴, 사이클로헥산 카보니트릴, 2-플루오로벤조니트릴, 4-플루오로벤조니트릴, 다이플루오로벤조니트릴, 트리플루오로벤조니트릴, 페닐아세토니트릴, 2-플루오로페닐아세토니트릴, 4-플루오로페닐아세토니트릴로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다. The nitrile organic solvent is, for example, acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, valeronitrile, caprylonitrile, heptanenitrile, cyclopentane carbonitrile, cyclohexane carbonitrile, 2-fluorobenzonitrile, 4 It may be one or more selected from the group consisting of -fluorobenzonitrile, difluorobenzonitrile, trifluorobenzonitrile, phenylacetonitrile, 2-fluorophenylacetonitrile, and 4-fluorophenylacetonitrile.

(3) 첨가제(3) Additive

또한, 본 발명의 리튬 이차전지용 비수전해액은 첨가제로 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.In addition, the non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery of the present invention may include a compound represented by the following Chemical Formula 1 as an additive.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00007
Figure pat00007

상기 화학식 1에서, R은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기이고, R1은 적어도 하나 이상의 불소 원소로 치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 -OR2이고, 이때 상기 R2는 적어도 하나 이상의 불소 원소로 치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬기이며, a는 0 또는 1의 정수이다.In Formula 1, R is a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, R 1 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or -OR 2 substituted with at least one fluorine element, wherein R 2 is at least It is an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms substituted with one or more fluorine elements, and a is an integer of 0 or 1.

바람직하게는, 화학식 1에서, R은 탄소수 1 내지 3의 알킬렌기이고, R1은 적어도 하나 이상의 불소 원소로 치환된 탄소수 1 내지 3의 알킬기 또는 -OR2이고, 이때 상기 R2는 적어도 하나 이상의 불소 원소로 치환된 탄소수 1 내지 3의 알킬기일 수 있다. Preferably, in the formula (1), R is an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, R 1 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or -OR 2 substituted with at least one fluorine element, wherein R 2 is at least one or more It may be an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms substituted with a fluorine element.

본 발명에서는 전해액 첨가제로 포함되는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 루이스 염기 물질로서, 전지의 고온에서의 열화의 원인을 야기하는 리튬염의 분해산물, 예컨대 HF와 PF5와 같은 루이스 산을 제거하여, SEI 막의 열화를 방지하고, 나아가 양극으로부터의 전이금속 용출 등의 단점을 개선할 수 있다.In the present invention, the compound represented by Chemical Formula 1, which is included as an electrolyte additive, is a Lewis base material, and removes a Lewis acid such as HF and PF 5 to decompose products of lithium salts that cause deterioration at a high temperature of the battery, Deterioration of the SEI film can be prevented, and further disadvantages such as elution of a transition metal from the anode can be improved.

즉, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 경우, 구조 내에 비공유 전자쌍을 가지는 질소 원소를 포함하기 때문에, 루이스 염기로 기능하여 리튬염의 분해를 억제할 수는 없지만, 음이온의 분해로 생성되는 분해산물인 HF 및 PF5와 같은 루이스 산을 전해액 내부에서 제거할 수 있고, 따라서 이러한 루이스 산으로부터 기인하는 양극 혹은 음극 표면의 SEI 막의 화학 반응으로 인한 열화 거동을 억제할 수 있다. 그 결과 SEI 막의 열화를 억제하여, SEI 막의 파괴에 의한 전지의 추가적인 전해액 분해를 막을 수 있기 때문에, 최종적으로 전지의 자가방전을 막을 수 있다.That is, in the case of the compound represented by Chemical Formula 1, since it contains a nitrogen element having a non-covalent electron pair in the structure, it cannot function to suppress the decomposition of the lithium salt by functioning as a Lewis base, but HF is a decomposition product generated by decomposition of anions. And Lewis acids such as PF 5 can be removed from the electrolyte solution, and thus, the deterioration behavior due to the chemical reaction of the SEI film on the anode or cathode surface resulting from these Lewis acids can be suppressed. As a result, deterioration of the SEI film can be suppressed, and further decomposition of the electrolyte solution of the battery due to destruction of the SEI film can be prevented, thereby finally preventing self-discharge of the battery.

또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 삼중 결합의 프로파질 작용기 및 불소(F) 원소를 포함하고 있기 때문에, 이러한 작용기가 환원 분해되면서 음극 표면에 부동태 능력이 높은 SEI 막을 형성하여 음극 자체의 고온 내구성도 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 음극 자체에 전착되는 전이금속의 양을 감소시킬 수 있다. 나아가, 상기 프로파질기에 의해, 양극에 포함된 금속성 불순물의 표면에 흡착되어 불순물의 용출이 어렵게 할 수 있으며, 이를 통하여 용출된 금속이온이 음극 표면에서 석출되는 것을 억제할 수 있다. 더욱이, 상기 프로파질기는 음극 표면에서 환원되기 용이하기 때문에, 음극 표면에 안정한 피막을 형성할 수 있으므로, SEI 막의 불안정성(instability)에 의하여 발생하는 전해액의 추가적인 환원 분해 반응에 의한 흑연계, 실리콘계 음극의 자가 방전 반응을 방지할 수 있다.In addition, since the compound represented by Chemical Formula 1 contains a triple-linked propargyl functional group and a fluorine (F) element, the functional group undergoes reductive decomposition to form an SEI film having a high passivation ability on the negative electrode surface, thereby providing high temperature durability of the negative electrode itself. Not only can it be improved, but also the amount of the transition metal deposited on the cathode itself can be reduced. Further, by the propargyl group, adsorption of impurities on the surface of the metallic impurities contained in the anode may be difficult, and thus it is possible to suppress precipitation of the eluted metal ions from the cathode surface. Moreover, since the propargyl group is easily reduced on the surface of the cathode, it is possible to form a stable film on the surface of the cathode, and thus a graphite-based or silicon-based negative electrode by additional reduction and decomposition reaction of the electrolyte solution generated by instability of the SEI film Self-discharge reaction can be prevented.

따라서, 이러한 화합물을 첨가제로 포함하는 본 발명의 비수전해액의 경우, 음극 및 양극 표면에 안정한 SEI 막을 형성하여 금속 이온이 용출되는 것을 억제할 수 있고, 양극 표면과 음극 표면을 공격하여 전지의 자가 방전을 일으킬 수 있는 루이스 산을 제거할 수 있으므로, 이차전지의 자가 방전을 완화하여 고온 저장 성능을 향상시킬 수 있다. 특히, 음극 활물질로 SiO 와 같은 비탄소계 물질을 사용하는 경우에도, 전극의 충방전에 따른 부피 팽창 시에도 보다 안정한 SEI 막을 형성할 수 있기 때문에, 고온 내구성이 향상된 이차전지를 제조할 수 있다.Therefore, in the case of the non-aqueous electrolyte solution of the present invention containing such a compound as an additive, it is possible to suppress the elution of metal ions by forming a stable SEI film on the cathode and anode surfaces, and attack the anode and cathode surfaces to self-discharge the battery Since it is possible to remove the Lewis acid that can cause the self-discharge of the secondary battery, it is possible to improve the high-temperature storage performance. In particular, even when a non-carbon-based material such as SiO is used as the negative electrode active material, a more stable SEI film can be formed even during volume expansion due to charging and discharging of the electrode, so that a secondary battery with improved high temperature durability can be manufactured.

한편, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1a 내지 1d로 표시되는 것 중 적어도 하나 일 수 있다.Meanwhile, the compound represented by Chemical Formula 1 may be at least one of the following Chemical Formulas 1a to 1d.

[화학식 1a][Formula 1a]

Figure pat00008
Figure pat00008

[화학식 1b][Formula 1b]

Figure pat00009
Figure pat00009

[화학식 1c][Formula 1c]

Figure pat00010
Figure pat00010

[화학식 1d][Formula 1d]

Figure pat00011
Figure pat00011

더욱 구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 화학식 1a로 표시되는 화합물일 수 있다.More specifically, the compound represented by Formula 1 may be a compound represented by Formula 1a.

즉, 상기 화학식 1a로 표시되는 화합물의 경우, 상기 화학식 1d로 표시되는 화합물과 비교하여 상대적으로 낮은 분자량으로 인하여 화합물 내에서 니트릴의 비공유 전자쌍의 부분(portion)이 가장 높기 때문에, 가장 효과적인 루이스 염기의 역할을 수행할 수 있다. 또한, 말단에 -SO2-OCF3-를 가지는 화학식 1a의 화합물의 경우, 말단에 -SO2-CF3-기를 가지는 화학식 1b 및 1c의 화합물에 비해, 불소(F) 원소의 탈리가 보다 용이하기 때문에, 원소 LiF와 같은 음극 피막을 형성하기에 보다 유리한 구조를 가지고 있다. 따라서, 상기 화학식 1a로 표시되는 화합물의 경우, 화학식 1b 내지 1d로 표시되는 화합물들에 비하여, 음극 피막 형성 효과가 우수하기 때문에, Si 등의 비탄소계 음극을 사용할 때 상대적으로 조밀하고 우수한 피막을 형성할 수 있다.That is, in the case of the compound represented by Formula 1a, compared to the compound represented by Formula 1d, because of the relatively low molecular weight, the highest proportion of the non-covalent electron pair of nitrile in the compound, the most effective Lewis base. Can play a role. In addition, in the case of the compound of Formula 1a having -SO 2 -OCF 3 -at the terminal, the desorption of the fluorine (F) element is easier than the compounds of Formulas 1b and 1c having the -SO 2 -CF 3 -group at the terminal Therefore, it has a more advantageous structure to form a negative electrode film such as element LiF. Therefore, in the case of the compound represented by the formula (1a), compared to the compounds represented by the formula (1b to 1d), since the effect of forming a negative electrode film is excellent, when using a non-carbon-based negative electrode such as Si to form a relatively dense and excellent film can do.

한편, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 비수전해액 전체 중량을 기준으로 0.07 중량% 내지 5.5 중량%, 구체적으로 0.1 중량% 내지 5 중량%, 보다 구체적으로 0.5 중량% 내지 3 중량%로 포함될 수 있다.Meanwhile, the compound represented by Chemical Formula 1 may be included in an amount of 0.07% to 5.5% by weight, specifically 0.1% to 5% by weight, and more specifically 0.5% to 3% by weight based on the total weight of the non-aqueous electrolyte.

상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 상기 범위로 포함되는 경우, SEI 막의 안정화 효과로 금속 용출 억제 효과가 향상되고, 리튬염의 분해산물 제거 효과 및 SEI 막의 저항 증가 제어 효과가 우수하다. 만약, 상기 첨가제의 함량이 0.07 중량%, 구체적으로 0.1 중량% 미만이면 HF 혹은 PF5를 제거할 수는 있으나, 지속적인 제거 효과가 미미할 수 있으며, 5.5 중량%를 초과하는 경우에는 과량의 첨가제의 분해로 인하여 전극의 저항이 증가될 수 있다. When the compound represented by Chemical Formula 1 is included in the above range, the metal elution suppression effect is improved by the stabilizing effect of the SEI film, and the effect of removing decomposition products of the lithium salt and controlling the increase in resistance of the SEI film are excellent. If the content of the additive is 0.07% by weight, specifically less than 0.1% by weight, HF or PF 5 may be removed, but the continuous removal effect may be negligible, and when it exceeds 5.5% by weight, decomposition of the excess additive Due to this, the resistance of the electrode may be increased.

따라서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 함량이 0.07 중량% 내지 5.5 중량%, 구체적으로 0.1 중량% 내지 5 중량%인 경우에, 부반응 등에 의한 용량 저하 및 저항 증가를 최대한 억제하면서, 리튬염의 분해산물을 보다 효과적으로 제거할 수 있다.Therefore, when the content of the compound represented by Formula 1 is 0.07% by weight to 5.5% by weight, specifically 0.1% by weight to 5% by weight, decomposition products of lithium salts while maximally suppressing a decrease in capacity and an increase in resistance due to side reactions, etc. Can be removed more effectively.

또한, 본 발명의 리튬 이차전지용 비수전해액은, 고출력의 환경에서 비수전해액이 분해되어 음극 붕괴가 유발되는 것을 방지하거나, 저온 고율방전 특성, 고온 안정성, 과충전 방지, 고온 저장 시 팽윤 개선 효과 등을 더욱 향상시키기 위하여, 상기 화학식 1의 화합물 이외에 전극 표면에 보다 안정한 이온전도성 피막을 형성할 수 있는 부가적 첨가제들을 더 포함할 수 있다.In addition, the non-aqueous electrolyte solution for lithium secondary batteries of the present invention prevents the non-aqueous electrolyte solution from being decomposed and decomposes in the high-power environment, further improves low-temperature high-rate discharge characteristics, high temperature stability, overcharge prevention, and swelling improvement effect during high temperature storage. In order to improve, in addition to the compound of Formula 1, it may further include additional additives capable of forming a more stable ion conductive film on the electrode surface.

이러한 부가적 첨가제는 그 대표적인 예로 설톤계 화합물, 할로겐 치환된 카보네이트계 화합물, 니트릴계 화합물, 환형 설파이트계 화합물, 및 환형 카보네이트계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. Such additional additives may include at least one selected from the group consisting of sultone compounds, halogen substituted carbonate compounds, nitrile compounds, cyclic sulfite compounds, and cyclic carbonate compounds.

상기 설톤계 화합물은 1,3-프로판 설톤(PS), 1,4-부탄 설톤, 에텐설톤, 1,3-프로펜 설톤(PRS), 1,4-부텐 설톤, 및 1-메틸-1,3-프로펜 설톤으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 화합물을 들 수 있다. 상기 설톤계 화합물은 비수전해액 전체 중량을 기준으로 5중량% 이하로 포함될 수 있다. 상기 비수전해액 중에 설톤계 화합물의 함량이 5중량%를 초과하는 경우, 과량의 첨가제의 의한 두꺼운 피막이 형성되어 저항 증가와 출력 열화가 발생할 수 있다.The sultone compounds include 1,3-propane sultone (PS), 1,4-butane sultone, ethene sultone, 1,3-propene sultone (PRS), 1,4-butene sultone, and 1-methyl-1, And at least one compound selected from the group consisting of 3-propene sultone. The sultone-based compound may be included in 5% by weight or less based on the total weight of the non-aqueous electrolyte. When the content of the sultone-based compound in the non-aqueous electrolyte exceeds 5% by weight, a thick film formed by excess additives may be formed, resulting in an increase in resistance and output deterioration.

또한, 상기 할로겐 치환된 카보네이트계 화합물은 플루오로에틸렌 카보네이트(FEC))를 들 수 있으며, 비수전해액 전체 중량을 기준으로 5중량% 이하로 포함할 수 있다. 상기 할로겐 치환된 카보네이트계 화합물의 함량이 5중량%를 초과하는 경우, 셀 팽윤 성능이 열화될 수 있다.In addition, the halogen-substituted carbonate-based compound may include fluoroethylene carbonate (FEC), and may contain 5% by weight or less based on the total weight of the non-aqueous electrolyte. When the content of the halogen-substituted carbonate-based compound exceeds 5% by weight, cell swelling performance may be deteriorated.

또한, 상기 니트릴계 화합물은 숙시노니트릴(NA), 아디포니트릴(Adn), 아세토니트릴, 프로피오니트릴, 부티로니트릴, 발레로니트릴, 카프릴로니트릴, 헵탄니트릴, 싸이클로펜탄 카보니트릴, 싸이클로헥산 카보니트릴, 2-플루오로벤조니트릴, 4-플루오로벤조니트릴, 다이플루오로벤조니트릴, 트리플루오로벤조니트릴, 페닐아세토니트릴, 2-플루오로페닐아세토니트릴, 및 4-플루오로페닐아세토니트릴로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 화합물을 들 수 있다.In addition, the nitrile-based compound is succinonitrile (NA), adiponitrile (Adn), acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, valeronitrile, caprylonitrile, heptanenitrile, cyclopentane carbonitrile, cyclohexane With carbonitrile, 2-fluorobenzonitrile, 4-fluorobenzonitrile, difluorobenzonitrile, trifluorobenzonitrile, phenylacetonitrile, 2-fluorophenylacetonitrile, and 4-fluorophenylacetonitrile And at least one compound selected from the group consisting of.

상기 니트릴계 화합물은 비수전해액 전체 중량을 기준으로 8중량% 이하로 포함될 수 있다. 상기 비수전해액 중에 니트릴계 화합물의 전체 함량이 8중량%를 초과하는 경우, 전극 표면에 형성되는 피막 증가로 저항이 커져, 전지 성능이 열화될 수 있다. The nitrile-based compound may be included in an amount of 8% by weight or less based on the total weight of the non-aqueous electrolyte. When the total content of the nitrile-based compound in the non-aqueous electrolyte exceeds 8% by weight, resistance increases due to an increase in the coating formed on the electrode surface, and battery performance may be deteriorated.

또한, 상기 환형 설파이트계 화합물로는 에틸렌 설파이트, 메틸 에틸렌 설파이트, 에틸 에틸렌 설파이트, 4,5-디메틸 에틸렌 설파이트, 4,5-디에틸 에틸렌 설파이트, 프로필렌 설파이트, 4,5-디메틸 프로필렌 설파이트, 4,5-디에틸 프로필렌설파이트, 4,6-디메틸 프로필렌 설파이트, 4,6-디에틸 프로필렌 설파이트, 1,3-부틸렌 글리콜 설파이트 등을 들 수 있으며, 비수전해액 전체 중량을 기준으로 5중량% 이하로 포함할 수 있다. 상기 환형 설파이트계 화합물의 함량이 5중량%를 초과하는 경우, 과량의 첨가제의 의한 두꺼운 피막이 형성되어 저항 증가와 출력 열화가 발생할 수 있다.In addition, the cyclic sulfite-based compounds include ethylene sulfite, methyl ethylene sulfite, ethyl ethylene sulfite, 4,5-dimethyl ethylene sulfite, 4,5-diethyl ethylene sulfite, propylene sulfite, 4,5 -Dimethyl propylene sulfite, 4,5-diethyl propylene sulfite, 4,6-dimethyl propylene sulfite, 4,6-diethyl propylene sulfite, 1,3-butylene glycol sulfite, and the like. It may contain 5% by weight or less based on the total weight of the non-aqueous electrolyte. When the content of the cyclic sulfite-based compound exceeds 5% by weight, a thick film formed by excess additives may be formed, resulting in increased resistance and output deterioration.

또한, 상기 환형 카보네이트계 화합물은 비닐렌카보네이트(VC) 또는 비닐에틸렌 카보네이트를 들 수 있으며, 비수전해액 전체 중량을 기준으로 3중량% 이하로 포함할 수 있다. 상기 비수전해액 중에 환형 카보네이트계 화합물의 함량이 3중량%를 초과하는 경우, 셀 팽윤 억제 성능이 열화될 수 있다.In addition, the cyclic carbonate-based compound may include vinylene carbonate (VC) or vinyl ethylene carbonate, and may include 3% by weight or less based on the total weight of the non-aqueous electrolyte. When the content of the cyclic carbonate-based compound in the non-aqueous electrolyte exceeds 3% by weight, cell swelling inhibiting performance may be deteriorated.

보다 구체적으로, 상기 부가적 첨가제는 환형 카보네이트계 화합물일 수 있다.More specifically, the additional additive may be a cyclic carbonate-based compound.

상기 부가적 첨가제들은 2 종 이상이 혼합 사용 가능하며, 전해액 총량을 기준으로 20 중량%이하, 구체적으로 0.01 중량% 내지 20 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 상기 부가적 첨가제의 함량이 0.01 중량% 보다 적으면 전지의 저온 출력 개선 및 고온 저장 특성 및 고온 수명 특성 개선의 효과가 미미하고, 상기 부가적 첨가제의 함량이 20 중량%를 초과하면 전지의 충방전시 전해액 내의 부반응이 과도하게 발생할 가능성이 있다. 특히, 상기 SEI 막 형성용 첨가제들이 과량으로 첨가될 시에 고온에서 충분히 분해되지 못하여, 상온에서 전해액 내에서 미반응물 또는 석출된 채로 존재하고 있을 수 있다. 이에 따라 이차전지의 수명 또는 저항특성이 저하되는 부반응이 발생될 수 있다.The additional additives may be used in combination of two or more, and may be included in an amount of 20% by weight or less, specifically 0.01% by weight to 20% by weight, preferably 0.1 to 10% by weight based on the total amount of the electrolyte solution. When the content of the additive is less than 0.01% by weight, the effect of improving the low temperature output of the battery and improving the high temperature storage characteristic and the high temperature life characteristic is negligible, and when the content of the additional additive exceeds 20% by weight, charge and discharge of the battery There is a possibility that side reactions in the electrolytic solution may occur excessively. Particularly, when the additives for forming the SEI film are added in an excessive amount, they cannot be sufficiently decomposed at a high temperature, and may remain unreacted or precipitated in an electrolyte at room temperature. Accordingly, a side reaction may occur in which the life or resistance characteristics of the secondary battery are deteriorated.

이차전지Secondary battery

또한, 본 발명의 비수전해액을 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다. 구체적으로는, 본 발명에 따른 리튬 이차전지는 음극 활물질을 포함하는 음극; 양극 활물질을 포함하는 양극; 상기 음극과 양극 사이에 개재된 분리막; 및 본 발명에 따른 비수전해액을 포함한다.In addition, it provides a lithium secondary battery comprising the non-aqueous electrolyte of the present invention. Specifically, the lithium secondary battery according to the present invention includes a negative electrode comprising a negative electrode active material; A positive electrode comprising a positive electrode active material; A separator interposed between the cathode and the anode; And a non-aqueous electrolyte solution according to the present invention.

상기 리튬 이차전지는 양극, 분리막 및 음극이 순차적으로 적층된 전극조립체를 이차전지 외장재에 수납한 다음, 본 발명의 비수전해액을 주액하여 제조할 수 있다. The lithium secondary battery may be prepared by storing an electrode assembly in which a positive electrode, a separator, and a negative electrode are sequentially stacked in a secondary battery exterior material and then injecting a non-aqueous electrolyte solution of the present invention.

(1) 양극(1) anode

이때, 상기 양극은 양극 집전체 상에 양극활물질, 바인더, 도전재 및 용매 등을 포함하는 양극 슬러리를 코팅한 다음, 건조 및 압연하여 제조할 수 있다.At this time, the positive electrode may be prepared by coating a positive electrode slurry containing a positive electrode active material, a binder, a conductive material and a solvent on a positive electrode current collector, followed by drying and rolling.

상기 양극 집전체는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것 등이 사용될 수 있다. The positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has conductivity without causing a chemical change in the battery, for example, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, or carbon on the surface of aluminum or stainless steel. , Surface treatment with nickel, titanium, silver, or the like can be used.

상기 양극 활물질은 리튬의 가역적인 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물로서, 구체적으로는 코발트, 망간, 니켈 또는 알루미늄과 같은 1종 이상의 금속과 리튬을 포함하는 리튬 복합금속 산화물을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 리튬 복합금속 산화물은 리튬-망간계 산화물(예를 들면, LiMnO2, LiMn2O4 등), 리튬-코발트계 산화물(예를 들면, LiCoO2 등), 리튬-니켈계 산화물(예를 들면, LiNiO2 등), 리튬-니켈-망간계 산화물(예를 들면, LiNi1-YMnYO2(여기에서, 0<Y<1), LiMn2-zNizO4(여기에서, 0<Z<2) 등), 리튬-니켈-코발트계 산화물(예를 들면, LiNi1-Y1CoY1O2(여기에서, 0<Y1<1) 등), 리튬-망간-코발트계 산화물(예를 들면, LiCo1-Y2MnY2O2(여기에서, 0<Y2<1), LiMn2-z1Coz1O4(여기에서, 0<Z1<2) 등), 리튬-니켈-망간-코발트계 산화물(예를 들면, Li(NipCoqMnr1)O2(여기에서, 0<p<1, 0<q<1, 0<r1<1, p+q+r1=1) 또는 Li(Nip1Coq1Mnr2)O4(여기에서, 0<p1<2, 0<q1<2, 0<r2<2, p1+q1+r2=2) 등), 또는 리튬-니켈-코발트-전이금속(M) 산화물(예를 들면, Li(Nip2Coq2Mnr3MS2)O2(여기에서, M은 Al, Fe, V, Cr, Ti, Ta, Mg 및 Mo로 이루어지는 군으로부터 선택되고, p2, q2, r3 및 s2는 각각 독립적인 원소들의 원자분율로서, 0<p2<1, 0<q2<1, 0<r3<1, 0<s2<1, p2+q2+r3+s2=1이다) 등) 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 화합물이 포함될 수 있다. 이중에서도 전지의 용량 특성 및 안정성을 높일 수 있다는 점에서 상기 리튬 복합금속 산화물은 LiCoO2, LiMnO2, LiNiO2, 리튬 니켈망간코발트 산화물(예를 들면, Li(Ni0.6Mn0.2Co0.2)O2, Li(Ni0.5Mn0.3Co0.2)O2, 또는 Li(Ni0.8Mn0.1Co0.1)O2 등), 또는 리튬 니켈코발트알루미늄 산화물(예를 들면, Li(Ni0.8Co0.15Al0.05)O2 등) 등일 수 있으며, 리튬 복합금속 산화물을 형성하는 구성원소의 종류 및 함량비 제어에 따른 개선 효과의 현저함을 고려할 때 상기 리튬 복합금속 산화물은 Li(Ni0.6Mn0.2Co0.2)O2, Li(Ni0.5Mn0.3Co0.2)O2, Li(Ni0.7Mn0.15Co0.15)O2 또는 Li(Ni0.8Mn0.1Co0.1)O2 등일 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.The positive electrode active material is a compound capable of reversible intercalation and deintercalation of lithium, and specifically, may include a lithium composite metal oxide containing lithium and one or more metals such as cobalt, manganese, nickel or aluminum. have. More specifically, the lithium composite metal oxide is a lithium-manganese oxide (eg, LiMnO 2 , LiMn 2 O 4, etc.), a lithium-cobalt oxide (eg, LiCoO 2, etc.), a lithium-nickel oxide (Eg, LiNiO 2, etc.), lithium-nickel-manganese oxide (eg, LiNi 1-Y Mn Y O 2 (here, 0 <Y <1), LiMn 2-z Ni z O 4 ( Here, 0 <Z <2), etc.), lithium-nickel-cobalt oxide (for example, LiNi 1-Y1 Co Y1 O 2 (here, 0 <Y1 <1), etc.), lithium-manganese-cobalt System oxides (for example, LiCo 1-Y2 Mn Y2 O 2 (here, 0 <Y2 <1), LiMn 2-z1 Co z1 O 4 (here, 0 <Z1 <2), etc.), lithium-nickel -Manganese-cobalt oxide (for example, Li (Ni p Co q Mn r1 ) O 2 (where 0 <p <1, 0 <q <1, 0 <r1 <1, p + q + r1 = 1) or Li (Ni p1 Co q1 Mn r2 ) O 4 (where 0 <p1 <2, 0 <q1 <2, 0 <r2 <2, p1 + q1 + r2 = 2), etc.), or lithium- Nickel-cobalt-transition metal (M) oxide (e.g., Li (Ni p2 Co q2 Mn r3 M S2 ) O 2 (here, M is selected from the group consisting of Al, Fe, V, Cr, Ti, Ta, Mg and Mo, and p2, q2, r3 and s2 are atomic fractions of independent elements, respectively, 0 <p2 <1, 0 <q2 <1, 0 <r3 <1, 0 <s2 <1, p2 + q2 + r3 + s2 = 1), etc.) and the like, and any one or more of these compounds may be included. Among them, the lithium composite metal oxide is LiCoO 2 , LiMnO 2 , LiNiO 2 , lithium nickel manganese cobalt oxide (for example, Li (Ni 0.6 Mn 0.2 Co 0.2 ) O 2 in that the capacity and stability of the battery can be improved. , Li (Ni 0.5 Mn 0.3 Co 0.2 ) O 2 , Li (Ni 0.8 Mn 0.1 Co 0.1 ) O 2, etc.), or lithium nickel cobalt aluminum oxide (for example, Li (Ni 0.8 Co 0.15 Al 0.05 ) O 2, etc.) ), And considering the remarkable improvement effect according to the control of the type and content ratio of the constituent elements forming the lithium composite metal oxide, the lithium composite metal oxide is Li (Ni 0.6 Mn 0.2 Co 0.2 ) O 2 , Li (Ni 0.5 Mn 0.3 Co 0.2 ) O 2 , Li (Ni 0.7 Mn 0.15 Co 0.15 ) O 2 or Li (Ni 0.8 Mn 0.1 Co 0.1 ) O 2, etc., any one or a mixture of two or more of them can be used. have.

상기 양극 활물질은 양극 슬러리 중 고형분의 전체 중량을 기준으로 80 중량% 내지 99 중량%, 구체적으로 90 중량% 내지 99 중량%로 포함될 수 있다. 이때, 상기 양극 활물질의 함량이 80 중량% 이하인 경우 에너지 밀도가 낮아져 용량이 저하될 수 있다.The positive electrode active material may be included in 80% to 99% by weight, specifically 90% to 99% by weight, based on the total weight of solids in the positive electrode slurry. At this time, when the content of the positive electrode active material is 80% by weight or less, the energy density may be lowered and the capacity may be lowered.

또한, 상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 슬러리 중 고형분의 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌-부타디엔 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.In addition, the binder is a component that assists in the bonding of the active material and the conductive material and the like to the current collector, and is usually added at 1 to 30% by weight based on the total weight of solids in the positive electrode slurry. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose (CMC), starch, hydroxypropyl cellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, And polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene polymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene-butadiene rubber, fluorine rubber, and various copolymers.

또한, 상기 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 부여하는 물질로서, 양극 슬러리 중 고형분의 전체 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%로 첨가될 수 있다. In addition, the conductive material is a material that imparts conductivity without causing a chemical change in the battery, and may be added in an amount of 1 to 20% by weight based on the total weight of solids in the positive electrode slurry.

이러한 도전재는 그 대표적인 예로 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼니스 블랙, 램프 블랙, 또는 서멀 블랙 등의 탄소 분말; 결정구조가 매우 발달된 천연 흑연, 인조흑연, 또는 그라파이트 등의 흑연 분말; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있으며, 현재 아세틸렌 블랙 계열 도전재 (Chevron Chemical Company 제조, Denka Singapore Private Limited 제조, 또는 Gulf Oil Company 제조), 케첸 블랙 EC 계열(Armak Company 제조), 불칸 XC-72 (Cabot Company 제조) 및 퍼니스 블랙인 수퍼-P(Timcal 제조) 등의 명칭으로 시판되고 있는 것을 사용할 수도 있다.Examples of the conductive material include carbon powders such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, or thermal black; Graphite powder such as natural graphite, artificial graphite, or graphite, which has a very developed crystal structure; Conductive fibers such as carbon fibers and metal fibers; Metal powders such as carbon fluoride powder, aluminum powder, and nickel powder; Conductive whiskey such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives can be used. Currently, acetylene black-based conductive materials (manufactured by Chevron Chemical Company, manufactured by Denka Singapore Private Limited, or Gulf Oil Company), Ketjen Black EC series (manufactured by Armak Company), Vulcan It is also possible to use commercially available products such as XC-72 (manufactured by Cabot Company) and Super-P (manufactured by Timcal), which are furnace blacks.

또한, 상기 용매는 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone) 등의 유기용매를 포함할 수 있으며, 상기 양극 활물질 및 선택적으로 바인더 및 도전재 등을 포함할 때 바람직한 점도가 되는 양으로 사용될 수 있다. 예를 들면, 양극 활물질 및 선택적으로 바인더 및 도전재를 포함하는 슬러리 중의 고형분 농도가 10 중량% 내지 60 중량%, 바람직하게 20 중량% 내지 50 중량%가 되도록 포함될 수 있다In addition, the solvent may include an organic solvent such as NMP (N-methyl-2-pyrrolidone), it may be used in an amount that becomes a desirable viscosity when including the positive electrode active material and optionally a binder and a conductive material. For example, the solid content concentration in the slurry containing the positive electrode active material and optionally the binder and the conductive material may be included to be 10% to 60% by weight, preferably 20% to 50% by weight.

(2) 음극(2) Cathode

또한, 상기 음극은 음극 집전체 상에 음극 합제층을 형성하여 제조할 수 있다. 상기 음극 합제층은 음극 집전체 상에 음극활물질, 바인더, 도전재 및 용매 등을 포함하는 음극 슬러리를 코팅한 후, 건조 및 압연하여 형성할 수 있다.In addition, the negative electrode may be manufactured by forming a negative electrode mixture layer on the negative electrode current collector. The negative electrode mixture layer may be formed by coating a negative electrode slurry including a negative electrode active material, a binder, a conductive material, and a solvent on a negative electrode current collector, followed by drying and rolling.

상기 음극 집전체는 일반적으로 3 내지 500㎛의 두께를 가진다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.The negative electrode current collector generally has a thickness of 3 to 500 μm. The negative electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical changes in the battery, and for example, copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, copper or stainless steel Surface-treated with carbon, nickel, titanium, silver, or the like, aluminum-cadmium alloy, or the like may be used. In addition, like the positive electrode current collector, it is also possible to form a fine unevenness on the surface to enhance the bonding force of the negative electrode active material, and may be used in various forms such as films, sheets, foils, nets, porous bodies, foams, and nonwoven fabrics.

상기 음극활물질은 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 탄소계 활물질을 포함하거나, 또는 상기 탄소계 활물질과 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 실리콘계 활물질을 함께 포함할 수 있다.The negative electrode active material may include a carbon-based active material capable of reversibly intercalating / deintercalating lithium ions, or a silicon-based active material capable of doping and dedoping lithium with the carbon-based active material. .

상기 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 탄소계 활물질로는 리튬 이온 이차전지에서 일반적으로 사용되는 탄소계 음극 활물질이라면 특별히 제한 없이 사용할 수 있으며, 그 대표적인 예로는 결정질 탄소, 비정질 탄소 또는 이들을 함께 사용할 수 있다. 상기 결정질 탄소의 예로는 무정형, 판상, 인편상(flake), 구형 또는 섬유형의 천연 흑연 또는 인조 흑연과 같은 흑연을 들 수 있고, 상기 비정질 탄소의 예로는 소프트 카본(soft carbon: 저온 소성 탄소) 또는 하드 카본(hard carbon), 메조페이스 피치 탄화물, 소성된 코크스 등을 들 수 있다.As the carbon-based active material capable of reversibly intercalating / deintercalating the lithium ions, a carbon-based negative electrode active material generally used in lithium-ion secondary batteries can be used without particular limitation, and typical examples thereof include crystalline carbon, Amorphous carbon or these can be used together. Examples of the crystalline carbon include graphite such as amorphous, plate-like, flake-like, spherical or fibrous natural graphite or artificial graphite, and examples of the amorphous carbon include soft carbon (low-temperature calcined carbon). Or hard carbon, mesophase pitch carbide, calcined coke, and the like.

또한, 상기 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 실리콘계 활물질로는 Si, SiOx(0<x≤2) 및 Si-Y 합금(상기 Y는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13족 원소, 14족 원소, 전이금속, 희토류 원소 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소이며, Si은 아님)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 구체적으로 SiOx(0<x≤2)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 원소 Y로는 Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, Rf, V, Nb, Ta, Db, Cr, Mo, W, Sg, Tc, Re, Bh, Fe, Pb, Ru, Os, Hs, Rh, Ir, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, B, Al, Ga, Sn, In, Ti, Ge, P, As, Sb, Bi, S, Se, Te, Po 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.In addition, Si, SiO x (0 <x≤2) and Si-Y alloys (where Y is an alkali metal, alkaline earth metal, group 13 element, group 14 element) as a silicon-based active material capable of doping and dedoping the lithium. It is an element selected from the group consisting of transition metals, rare earth elements, and combinations thereof, and may include at least one selected from the group consisting of not Si), specifically SiO x (0 <x≤2). have. At this time, the elements Y are Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, Rf, V, Nb, Ta, Db, Cr, Mo, W, Sg, Tc, Re, Bh, Fe, Pb, Ru, Os, Hs, Rh, Ir, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, B, Al, Ga, Sn, In, Ti, Ge, P, As, Sb, Bi, S, Se, Te, Po, and combinations thereof.

또한, 상기 음극활물질은 탄소계 활물질 및 실리콘계 활물질 이외에도 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 주석계 활물질, 리튬 금속, 금속 또는 이들 금속과 리튬의 합금, 금속 복합 산화물 및 전이 금속 산화물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상을 사용할 수도 있다. In addition, the negative electrode active material is selected from the group consisting of a tin-based active material capable of doping and de-doping lithium, lithium metal, metal or an alloy of these metals and lithium, a metal composite oxide and a transition metal oxide in addition to the carbon-based active material and silicon-based active material. You can also use at least one.

상기 주석계 활물질로는 Sn, SnO2, Sn-Y(상기 Y는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13족 원소, 14족 원소, 전이금속, 희토류 원소 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소이며, Sn은 아님) 등을 포함할 수도 있다.The tin-based active material is Sn, SnO 2 , Sn-Y (the Y is an element selected from the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, group 13 elements, group 14 elements, transition metals, rare earth elements, and combinations thereof, Sn).

상기 금속 또는 이들 금속과 리튬의 합금으로는 Cu, Ni, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Si, Sb, Pb, In, Zn, Ba, Ra, Ge, Al 및 Sn으로 이루어진 군에서 선택되는 금속 또는 이들 금속과 리튬의 합금이 사용될 수 있다.Examples of the metal or alloys of these metals and lithium include Cu, Ni, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Si, Sb, Pb, In, Zn, Ba, Ra, Ge, Al And a metal selected from the group consisting of Sn or an alloy of these metals and lithium.

상기 금속 복합 산화물로는 PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, Bi2O5, LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1) 및 SnxMe1-xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 로 이루어진 군에서 선택되는 것이 사용될 수 있다.The metal composite oxide includes PbO, PbO 2 , Pb 2 O 3 , Pb 3 O 4 , Sb 2 O 3 , Sb 2 O 4 , Sb 2 O 5 , GeO, GeO 2 , Bi 2 O 3 , Bi 2 O 4 , Bi 2 O 5 , Li x Fe 2 O 3 (0≤x≤1), Li x WO 2 (0≤x≤1) and Sn x Me 1-x Me ' y O z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me ': Al, B, P, Si, Group 1, 2, 3 elements of the periodic table, halogen; group consisting of 0 <x≤1;1≤y≤3; 1≤z≤8) The one selected from can be used.

상기 전이 금속 산화물로는 리튬 함유 티타늄 복합 산화물(LTO), 바나듐 산화물, 리튬 바나듐 산화물 등을 들 수 있다.Examples of the transition metal oxide include lithium-containing titanium composite oxide (LTO), vanadium oxide, and lithium vanadium oxide.

상기 음극 활물질은 음극 슬러리 중 고형분의 전체 중량을 기준으로 80 중량% 내지 99 중량%로 포함될 수 있다.The negative active material may be included in an amount of 80% to 99% by weight based on the total weight of solids in the negative electrode slurry.

상기 바인더는 도전재, 활물질 및 집전체 간의 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 음극 슬러리 중 고형분의 전체 중량을 기준으로 1 중량% 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 폴리머(EPDM), 술폰화-EPDM, 스티렌-부타디엔 고무, 불소 고무, 이들의 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.The binder is a component that assists in bonding between the conductive material, the active material, and the current collector, and is usually added at 1% to 30% by weight based on the total weight of solids in the negative electrode slurry. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose (CMC), starch, hydroxypropyl cellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, Polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene polymer (EPDM), sulfonated-EPDM, styrene-butadiene rubber, fluorine rubber, and various copolymers thereof.

상기 도전재는 음극 활물질의 도전성을 더욱 향상시키기 위한 성분으로서, 음극 슬러리 중 고형분의 전체 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%로 첨가될 수 있다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼니스 블랙, 램프 블랙, 또는 서멀 블랙 등의 탄소 분말; 결정구조가 매우 발달된 천연 흑연, 인조흑연, 또는 그라파이트 등의 흑연 분말; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스커; 산화티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다. The conductive material is a component for further improving the conductivity of the negative electrode active material, and may be added at 1 to 20% by weight based on the total weight of solids in the negative electrode slurry. The conductive material is not particularly limited as long as it does not cause a chemical change in the battery and has conductivity, for example, carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, or thermal black. Carbon powder; Graphite powder such as natural graphite, artificial graphite, or graphite, which has a very developed crystal structure; Conductive fibers such as carbon fibers and metal fibers; Metal powders such as carbon fluoride powder, aluminum powder, and nickel powder; Conductive whiskers such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives may be used.

상기 용매는 물 또는 NMP, 알코올 등의 유기용매를 포함할 수 있으며, 상기 음극 활물질 및 선택적으로 바인더 및 도전재 등을 포함할 때 바람직한 점도가 되는 양으로 사용될 수 있다. 예를 들면, 음극 활물질 및 선택적으로 바인더 및 도전재를 포함하는 슬러리 중의 고형분 농도가 50 중량% 내지 90 중량%, 바람직하게 50 중량% 내지 85 중량%가 되도록 포함될 수 있다.The solvent may include water or an organic solvent such as NMP and alcohol, and may be used in an amount that becomes a desirable viscosity when the negative electrode active material and optionally a binder and a conductive material are included. For example, the solid content concentration in the slurry containing the negative electrode active material and optionally the binder and the conductive material may be included to be 50% to 90% by weight, preferably 50% to 85% by weight.

(3) 분리막(3) separator

또한, 본 발명의 리튬 이차전지에 포함되는 상기 분리막은 일반적으로 사용되는 통상적인 다공성 고분자 필름, 예를 들어 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 에틸렌/헥센 공중합체 및 에틸렌/메타크릴레이트 공중합체 등과 같은 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름을 단독으로 또는 이들을 적층하여 사용할 수 있으며, 또는 통상적인 다공성 부직포, 예를 들어 고융점의 유리 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 등으로 된 부직포를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the separator included in the lithium secondary battery of the present invention is a commonly used conventional porous polymer film, for example, ethylene homopolymer, propylene homopolymer, ethylene / butene copolymer, ethylene / hexene copolymer and ethylene / meta Porous polymer films made of polyolefin-based polymers, such as acrylate copolymers, may be used alone or by laminating them, or conventional porous nonwoven fabrics, such as non-woven fabrics of high melting point glass fibers, polyethylene terephthalate fibers, etc. It can be used, but is not limited thereto.

본 발명의 리튬 이차전지의 외형은 특별한 제한이 없으나, 캔을 사용한 원통형, 각형, 파우치(pouch)형 또는 코인(coin)형 등이 될 수 있다.The external shape of the lithium secondary battery of the present invention is not particularly limited, but may be a cylindrical shape, a square shape, a pouch shape or a coin shape using a can.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Hereinafter, examples will be described in detail to specifically describe the present invention. However, the embodiments according to the present invention can be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.

실시예Example

실시예 1Example 1

(비수전해액 제조)(Manufacture of non-aqueous electrolyte)

1.0M LiPF6가 용해된 비수성 유기용매 (에틸렌 카보네이트(EC): 에틸 메틸 카보네이트(EMC)=3:7 부피비) 99.4g에 상기 화학식 1a로 표시되는 화합물 0.1g 및 부가적 첨가제인 비닐렌 카보네이트 0.5g을 첨가하여 본 발명의 비수전해액을 제조하였다 (하기 표 1 참조).0.1 g of the compound represented by Formula 1a in 99.4 g of a non-aqueous organic solvent in which 1.0 M LiPF 6 is dissolved (ethylene carbonate (EC): ethyl methyl carbonate (EMC) = 3: 7 volume ratio) and vinylene carbonate as an additive 0.5 g was added to prepare a non-aqueous electrolyte solution of the present invention (see Table 1 below).

(양극 제조)(Anode production)

양극 활물질 입자로 리튬 니켈-망간-코발트계 산화물 (LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2; NCM), 도전재로 카본 블랙 및 바인더로 폴리비닐리덴플루오라이드 (PVDF)를 90:5:5의 중량 비율로 용제인 N-메틸-2-피롤리돈 (NMP)에 첨가하여 양극 활물질 슬러리 (고형분 48 중량%)를 제조하였다. 상기 양극 활물질 슬러리를 두께가 100㎛인 양극 집전체 (Al 박막)에 도포하고, 건조하고 롤 프레스(roll press)를 실시하여 양극을 제조하였다.Lithium nickel-manganese-cobalt oxide (LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 ; NCM) as the positive electrode active material particles, carbon black as the conductive material, and polyvinylidene fluoride (PVDF) 90 as the binder: A positive electrode active material slurry (48% by weight of a solid content) was prepared by adding to the solvent N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) at a weight ratio of 5: 5. The positive electrode active material slurry was coated on a positive electrode current collector (Al thin film) having a thickness of 100 μm, dried, and subjected to roll press to prepare a positive electrode.

(음극 제조)(Cathode production)

음극 활물질 (인조 흑연:SiO = 95:5 중량비), 바인더로 PVDF, 도전재로 카본 블랙을 95:2:3의 중량 비율로 용제인 NMP에 첨가하여 음극 활물질 슬러리(고형분: 70 중량%를 제조하였다. 상기 음극 활물질 슬러리를 두께가 90㎛인 음극 집전체 (Cu 박막)에 도포하고, 건조하고 롤 프레스(roll press)를 실시하여 음극을 제조하였다.Cathode active material slurry (solid content: 70 wt%) by adding anode active material (artificial graphite: SiO = 95: 5 weight ratio), PVDF as a binder, and carbon black as a conductive material in a weight ratio of 95: 2: 3 to NMP as a solvent. The negative electrode active material slurry was coated on a negative electrode current collector (Cu thin film) having a thickness of 90 µm, dried, and roll-pressed to prepare a negative electrode.

(이차전지 제조)(Secondary battery manufacturing)

전술한 방법으로 제조한 양극과 음극을 분리막인 폴리에틸렌 다공성 필름과 함께 적층하여 전극조립체를 제조한 다음, 이를 전지 케이스에 넣고 상기 비수전해액을 주액하고, 밀봉하여 파우치형 리튬 이차전지(전지용량 5.5 mAh)를 제조하였다. The positive electrode and the negative electrode prepared by the above-described method were stacked together with a polyethylene porous film as a separator to prepare an electrode assembly, and then put it in a battery case, poured the non-aqueous electrolyte solution, and sealed to seal the pouch type lithium secondary battery (battery capacity 5.5 mAh ).

실시예 2Example 2

비수전해액 제조 시에 비수성 유기용매 94.5g에 화학식 1a로 표시되는 화합물 5g 및 부가적 첨가제인 비닐렌 카보네이트 0.5g을 첨가하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 비수전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제조하였다(하기 표 1 참조).When preparing the non-aqueous electrolyte, the non-aqueous electrolyte and the same were used in the same manner as in Example 1, except that 5g of the compound represented by Formula 1a and 0.5g of vinylene carbonate as an additive were added to 94.5g of the non-aqueous organic solvent. A lithium secondary battery was prepared (see Table 1 below).

실시예 3Example 3

비수전해액 제조 시에 비수성 유기용매 96.5g에 상기 화학식 1a로 표시되는 화합물 3g 및 부가적 첨가제인 비닐렌 카보네이트 0.5g을 첨가하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 비수전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제조하였다(하기 표 1 참조).When preparing the non-aqueous electrolyte, the non-aqueous electrolyte and the non-aqueous electrolyte were prepared in the same manner as in Example 1, except that 36.5 g of the compound represented by Chemical Formula 1a and 0.5 g of an additional additive, vinylene carbonate, were added to 96.5 g of the non-aqueous organic solvent. A lithium secondary battery including the same was prepared (see Table 1 below).

실시예 4Example 4

비수전해액 제조 시에 비수성 유기용매 98.5g에 상기 화학식 1a로 표시되는 화합물 1g 및 부가적 첨가제인 비닐렌 카보네이트 0.5g을 첨가하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 비수전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제조하였다(하기 표 1 참조).When preparing the non-aqueous electrolyte, the non-aqueous electrolyte and the non-aqueous electrolyte were prepared in the same manner as in Example 1, except that 18.5 g of the compound represented by Chemical Formula 1a and 0.5 g of an additional additive, vinylene carbonate, were added to 98.5 g of the non-aqueous organic solvent. A lithium secondary battery including the same was prepared (see Table 1 below).

실시예 5Example 5

비수전해액 제조 시에 비수성 유기용매 99.45g에 상기 화학식 1a로 표시되는 화합물 0.05g 및 부가적 첨가제인 비닐렌 카보네이트 0.5g을 첨가하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 비수전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제조하였다(하기 표 1 참조).When preparing the non-aqueous electrolyte, the non-aqueous electrolyte was prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.05 g of the compound represented by Chemical Formula 1a and 0.5 g of an additional additive, vinylene carbonate, were added to 99.45 g of the non-aqueous organic solvent. And a lithium secondary battery including the same (see Table 1 below).

실시예 6Example 6

비수전해액 제조 시에 비수성 유기용매 93.5g에 상기 화학식 1a로 표시되는 화합물 6g 및 부가적 첨가제인 비닐렌 카보네이트 0.5g을 첨가하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 비수전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제조하였다(하기 표 1 참조).When preparing the non-aqueous electrolyte, the non-aqueous electrolyte and the non-aqueous electrolyte were prepared in the same manner as in Example 1, except that 63.5 g of the compound represented by Chemical Formula 1a and 0.5 g of an additional additive were added to 93.5 g of the non-aqueous organic solvent. A lithium secondary battery including the same was prepared (see Table 1 below).

비교예 1Comparative Example 1

비수전해액 제조 시에 첨가제를 포함하지 않고, 부가적 첨가제만을 포함하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 비수전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제조하였다(하기 표 1 참조).A non-aqueous electrolyte and a lithium secondary battery including the same were prepared in the same manner as in Example 1, except that the additive did not contain an additive and only an additive was added during the production of the non-aqueous electrolyte (see Table 1 below).

비교예 2Comparative Example 2

비수전해액 제조 시에 첨가제로 화학식 1a의 화합물 대신 하기 화학식 2의 화합물을 포함하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 4과 마찬가지의 방법으로 비수전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제조하였다(하기 표 1 참조).A non-aqueous electrolyte and a lithium secondary battery comprising the same were prepared in the same manner as in Example 4, except that instead of the compound of Formula 1a as an additive in the preparation of the non-aqueous electrolyte, the method of Example 4 was used (Table 1 below). Reference).

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00012
Figure pat00012

실시예Example 리튬염Lithium salt 유기용매 Organic solvent 첨가제additive 부가적 첨가제Additional additives 구성Configuration 첨가량
(g)
Amount added
(g)
화학식Chemical formula 첨가량
(g)
Amount added
(g)
종류Kinds 첨가량 (g)Addition amount (g)
실시예 1Example 1 1.0 M
LiPF6
1.0 M
LiPF 6
EC:EMC
=30:70
(vol%)
EC: EMC
= 30: 70
(vol%)
99.499.4 1a1a 0.10.1 VCVC 0.50.5
실시예 2Example 2 94.594.5 1a1a 55 VCVC 0.50.5 실시예 3Example 3 96.596.5 1a1a 33 VCVC 0.50.5 실시예 4Example 4 98.598.5 1a1a 1One VCVC 0.50.5 실시예 5Example 5 99.4599.45 1a1a 0.050.05 VCVC 0.50.5 실시예 6Example 6 93.593.5 1a1a 66 VCVC 0.50.5 비교예 1Comparative Example 1 99.599.5 -- -- VCVC 0.50.5 비교예 2Comparative Example 2 98.598.5 22 1One VCVC 0.50.5

실험예 Experimental example

실험예 1. 금속(Mn) 용출 억제 평가 실험Experimental Example 1. Metal (Mn) elution inhibition evaluation experiment

양극 활물질로 리튬-망간계 활물질 (LiMn2O4), 도전재로 카본 블랙 및 바인더로 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)를 90:7.5:2.5의 중량 비율로 두께가 20 ㎛인 양극 집전체 (Al foil)에 도포하고, 건조하고 롤 프레스(roll press)를 실시하여 양극을 제조하였다.Lithium-manganese-based active material (LiMn 2 O 4 ) as a positive electrode active material, carbon black as a conductive material, and polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder at a weight ratio of 90: 7.5: 2.5 and a positive electrode current collector having a thickness of 20 μm ( Al foil), dried and roll-pressed to prepare an anode.

이어서, 상기 양극을 실시예 1 내지 실시예 6에서 제조한 비수전해액과 비교예 1 및 2에서 제조한 각각의 비수전해액 (5 mL)에 투입하고, 60℃ 조건하에서 SOC 0%로 2 주간 전극을 저장한 다음, 유도결합 플라즈마 방출분광기(ICP-OES, inductively coupled plasma optical emission spectrophotometer, Perkin Elimner사)를 이용하여 전해액에 용출된 금속(Mn)의 농도를 측정하였다 ICP 분석을 이용하여 측정된 금속의 양을 하기 표 2에 나타내었다.Subsequently, the positive electrode was introduced into the non-aqueous electrolyte prepared in Examples 1 to 6 and the respective non-aqueous electrolyte prepared in Comparative Examples 1 and 2 (5 mL), and the electrode was charged for 2 weeks with 0% SOC at 60 ° C. After storage, the concentration of the metal (Mn) eluted in the electrolytic solution was measured using an inductively coupled plasma optical emission spectrophotometer (ICP-OES, inductively coupled plasma optical emission spectrophotometer). The amounts are shown in Table 2 below.

실시예Example Mn 용출량 (ppm)Mn elution amount (ppm) 실시예 1Example 1 3232 실시예 2Example 2 1515 실시예 3Example 3 2121 실시예 4Example 4 2525 실시예 5Example 5 4040 실시예 6Example 6 1111 비교예 1Comparative Example 1 7878 비교예 2Comparative Example 2 7272

상기 표 2를 참고하면, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4 및 실시예 6의 비수전해액의 경우, 첨가제로 포함된 화학식 1a의 화합물에 의해 리튬-망간계 산화물을 포함하는 양극으로부터 금속 용출 억제 효과가 현저히 향상되어, 용출된 금속(Mn)의 농도가 32 ppm 이하로 낮은 것을 알 수 있다.Referring to Table 2, in the case of the non-aqueous electrolytes of Examples 1 to 4 and Example 6 of the present invention, the metal elution was inhibited from the positive electrode containing lithium-manganese oxide by the compound of Formula 1a included as an additive. The effect is remarkably improved, and it can be seen that the concentration of the eluted metal (Mn) is as low as 32 ppm or less.

한편, 첨가제가 소량 포함된 실시예 5의 비수전해액의 경우, 용출된 금속(Mn)의 농도가 40 ppm 으로, 실시예 1 내지 실시예 4 및 실시예 6의 비수전해액에 비하여 증가한 것을 알 수 있다.On the other hand, in the case of the non-aqueous electrolyte solution of Example 5 containing a small amount of additive, the concentration of the eluted metal (Mn) is 40 ppm, it can be seen that increased compared to the non-aqueous electrolyte solution of Examples 1 to 4 and Example 6. .

반면에, 첨가제를 포함하지 않는 비교예 1의 비수전해액, 및 -C≡N기를 함유하지 않는 첨가제를 포함하는 비교예 2의 비수전해액의 경우, 용출된 금속(Mn)의 농도가 72 ppm 이상으로, 실시예 1 내지 실시예 6의 비수전해액에 비하여 양극으로부터 금속 용출 억제 효과가 현저히 저하된 것을 알 수 있다.On the other hand, in the case of the non-aqueous electrolyte of Comparative Example 1, which does not contain an additive, and the non-aqueous electrolyte of Comparative Example 2, which contains an additive that does not contain a -C≡N group, the concentration of the eluted metal (Mn) is 72 ppm or more. , It can be seen that, compared to the non-aqueous electrolytes of Examples 1 to 6, the effect of suppressing metal elution from the anode was significantly reduced.

실험예 2. 고온 (60℃) 저장 후 성능 평가 실험Experimental Example 2. Performance evaluation experiment after storage at high temperature (60 ℃)

상기 실시예 1 내지 실시예 6에서 제조한 이차전지와, 비교예 1 및 2에서 제조한 이차전지의 고온 저장 후 부피 변화율 및 저항 증가율을 하기와 같은 방법으로 측정하였다. After the high temperature storage of the secondary batteries prepared in Examples 1 to 6 and the secondary batteries prepared in Comparative Examples 1 and 2, the volume change rate and the increase rate of resistance were measured in the following manner.

1) 부피 변화율(%):1) Volume change rate (%):

실시예 1 내지 실시예 6에서 제조한 이차전지와, 비교예 1 및 2에서 제조한 이차전지를 각각 실온(25℃)에서 0.33C/4.2V 정전류-정전압으로 만충전하고, SOC 50%에서 5C로 10초간 방전하여 초기 충방전을 수행하였다. 그런 다음 Two-pls社, TWD-150DM 장비를 이용하여 25℃에서 에탄올로 채워진 볼(bowl)에 상기 초기 충방전된 리튬 이차전지를 넣어 초기 부피를 측정하였다.The secondary batteries prepared in Examples 1 to 6 and the secondary batteries prepared in Comparative Examples 1 and 2 were fully charged with 0.33 C / 4.2 V constant current-constant voltage at room temperature (25 ° C.), respectively, and SOC 50% to 5 C. Initial charging and discharging was performed by discharging for 10 seconds. Then, using the Two-pls, TWD-150DM equipment, the initial volume was measured by putting the initially charged and discharged lithium secondary battery in a bowl filled with ethanol at 25 ° C.

그런 다음, 상기 초기 충방전된 리튬 이차전지를 각각 4.2V로 충전하고, 60℃에서 10 주 동안 저장(SOC; state of charge) 100%)한 다음, Two-pls社, TWD-150DM 장비를 이용하여 25℃에서 에탄올로 채워진 볼(bowl)에 리튬 이차전지를 넣어 고온 저장 후의 부피를 측정하였다. Then, the initially charged and discharged lithium secondary battery is charged to 4.2V each, stored at 60 ° C for 10 weeks (SOC; state of charge 100%), and then used by Two-pls, TWD-150DM equipment. The lithium secondary battery was put in a bowl filled with ethanol at 25 ° C to measure the volume after high temperature storage.

상기와 같이 측정된 초기 부피 및 고온 저장 후의 부피를 하기 식 (1)에 대입하여 부피 변화율을 측정하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. The volume change rate was measured by substituting the initial volume measured as described above and the volume after high temperature storage into the following formula (1), and the results are shown in Table 3 below.

식 (1): 부피 변화율(%) = {(고온 저장 후의 부피-초기 부피)/초기 부피} ×100Equation (1): volume change rate (%) = {(volume after high temperature storage-initial volume) / initial volume} × 100

2) 저항 증가율(%)2) Resistance increase rate (%)

실시예 1 내지 실시예 6에서 제조한 이차전지와, 비교예 1 및 2에서 제조한 이차전지를 각각 실온(25℃)에서 0.33C/4.2V 정전류-정전압으로 만충전하고, SOC 50%에서 2.5C로 10초간 방전하여 초기 충방전을 수행하였다.The secondary batteries prepared in Examples 1 to 6 and the secondary batteries prepared in Comparative Examples 1 and 2 were fully charged with 0.33 C / 4.2 V constant current-constant voltage at room temperature (25 ° C.), respectively, and 2.5 C at SOC 50%. The discharge was conducted for 10 seconds to perform initial charge and discharge.

이때, PNE-0506 충방전기(제조사: (주)PNE 솔루션, 5V, 6A)를 사용하여 초기 전압을 측정하였다. 그 다음, 상기 초기 전압을 전류(2.5C)로 나누어 저항 값을 산출하였다.At this time, the initial voltage was measured using a PNE-0506 charge / discharger (manufacturer: PNE solution, 5V, 6A). Then, the initial voltage was divided by the current (2.5C) to calculate the resistance value.

이어서, 상기 초기 충방전된 리튬 이차전지를 각각 4.2V로 충전하고, 60℃에서 10 주 동안 저장(SOC; state of charge) 100%)한 다음, SOC 50%에서 2.5C로 10초간 다시 방전하면서 고온 저장 후의 전압을 측정하였다. 이때, 전압은 PNE-0506 충방전기(제조사: (주)PNE 솔루션, 5V, 6A)를 사용하여 측정하였다. 그 다음, 상기 고온 저장 후의 전압을 전류(2.5C)로 나누어 저항 값을 산출하였다.Subsequently, the initially charged and discharged lithium secondary battery is charged to 4.2V each, stored at 60 ° C for 10 weeks (SOC; state of charge) 100%), and then discharged again at SOC 50% to 2.5C for 10 seconds. The voltage after high temperature storage was measured. At this time, the voltage was measured using a PNE-0506 charge / discharger (manufacturer: PNE solution, 5V, 6A). Then, the voltage after the high temperature storage was divided by the current (2.5C) to calculate a resistance value.

상기와 같이 측정된 초기 저항 값 및 고온 저장 후의 저항 값을 하기 식 (2)에 대입하여 저항 증가율을 측정하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. The resistance increase rate was measured by substituting the initial resistance value measured as described above and the resistance value after high temperature storage into Equation (2) below, and the results are shown in Table 3 below.

식 (2): 저항 증가율 (%) = {(고온 저장 후의 저항 값 - 초기 저항 값)/초기 저항 값} ×100 Equation (2): Resistance increase rate (%) = {(resistance value after high temperature storage-initial resistance value) / initial resistance value} × 100

실시예Example 부피 변환율 (%)Volume conversion rate (%) 저항 증가율 (%)Resistance increase rate (%) 실시예 1Example 1 1515 77 실시예 2Example 2 77 1515 실시예 3Example 3 99 1313 실시예 4Example 4 1010 1010 실시예 5Example 5 1818 1818 실시예 6Example 6 66 2222 비교예 1Comparative Example 1 3535 4545 비교예 2Comparative Example 2 3636 4141

상기 표 3을 살펴보면, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4의 리튬 이차전지는 고온 저장 후 부피 변환율은 15% 이하이고, 저항 증가율은 15% 이하인 것을 알 수 있다. Looking at Table 3, it can be seen that the lithium secondary batteries of Examples 1 to 4 of the present invention have a volume conversion rate of 15% or less and a resistance increase rate of 15% or less after high temperature storage.

한편, 첨가제가 소량 포함된 비수전해액을 구비한 실시예 5의 이차전지는 고온 저장 후 부피 변환율 및 저항 증가율이 모두 18%로 실시예 1 내지 실시예 4의 이차전지 대비 소량 증가한 것을 알 수 있다.On the other hand, it can be seen that the secondary battery of Example 5 with a non-aqueous electrolyte containing a small amount of additives showed a small increase in volume conversion rate and resistance increase rate after storage at high temperature, both of which were 18%, compared to the secondary batteries of Examples 1 to 4.

또한, 첨가제가 과량 포함된 비수전해액을 구비한 실시예 6의 이차전지는 고온 저장 후 부피 변환율은 6 %로 실시예 1 내지 실시예 4의 이차전지 대비 낮아졌지만, 저항 증가율이 22%로 실시예 1 내지 실시예 4의 이차전지 대비 증가한 것을 알 수 있다.In addition, the secondary battery of Example 6 with a non-aqueous electrolyte containing an excessive amount of additives had a volume conversion ratio of 6% after high temperature storage, which was lower than that of the secondary batteries of Examples 1 to 4, but increased in resistance by 22%. It can be seen that the increase from the secondary battery of Examples 1 to 4.

반면에, 첨가제를 포함하지 않은 비수전해액을 구비한 비교예 1의 리튬 이차전지와 -C≡N기를 함유하지 않는 첨가제를 포함하는 비수전해액을 구비한 비교예 2의 이차전지의 경우, 부피 변환율이 각각 35% 및 36%로 실시예 1 내지 실시예 6의 이차전지 대비 크게 증가한 것을 알 수 있다.On the other hand, in the case of the lithium secondary battery of Comparative Example 1 with a non-aqueous electrolyte solution containing no additives and the secondary battery of Comparative Example 2 with a non-aqueous electrolyte solution containing an additive not containing -C≡N groups, the volume conversion rate is It can be seen that the secondary battery of Examples 1 to 6 increased significantly to 35% and 36%, respectively.

또한, 첨가제를 포함하지 않은 비수전해액을 구비한 비교예 1의 리튬 이차전지와 -C≡N기를 함유하지 않는 첨가제를 포함하는 비수전해액을 구비한 비교예 2의 이차전지의 경우, 저항 증가율이 각각 45% 및 41%로 실시예 1 내지 실시예 6의 이차전지 대비 크게 증가한 것을 알 수 있다.In addition, in the case of the lithium secondary battery of Comparative Example 1 with a non-aqueous electrolyte solution containing no additives and the secondary battery of Comparative Example 2 with a non-aqueous electrolyte solution containing additives not containing -C≡N groups, the resistance increase rate was respectively It can be seen that the secondary battery of Examples 1 to 6 was significantly increased at 45% and 41%.

실험예 3. 음이온 안정화 평가Experimental Example 3. Evaluation of anion stabilization

상기 실시예 1 내지 실시예 6에서 제조한 비수전해액과 비교예 1 및 2에서 제조한 비수전해액을 각각 60℃에서 2주간 보관한 후, NMR 분석기(1H Bruker 700MHz NMR, 용매 테트라메틸실란(TMS))를 이용하여 전해액 중의 PF6 - 피크 값을 확인하여 음이온 안정화도를 평가하였다. 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다. 이때, PF6 - 피크의 적분값(integration value)은 그 수치가 높을수록 PF6 - 음이온이 덜 분해되어 안정화된 것으로 판단할 수 있다.After storing the non-aqueous electrolyte prepared in Examples 1 to 6 and the non-aqueous electrolyte prepared in Comparative Examples 1 and 2 at 60 ° C for 2 weeks, NMR analyzer ( 1H Bruker 700MHz NMR, solvent tetramethylsilane (TMS) )) To determine the PF 6 - peak value in the electrolyte to evaluate the anion stability. The results are shown in Table 4 below. In this case, the integration value of the PF 6 - peak may be determined to be stabilized as the higher the value, the less the PF 6 - anion is decomposed.

실시예Example PF6 - 피크의 적분값 (integration value)PF 6 - integration value of the peak 실시예 1Example 1 99.8199.81 실시예 2Example 2 99.9299.92 실시예 3Example 3 99.8599.85 실시예 4Example 4 99.8199.81 실시예 5Example 5 99.0599.05 실시예 6Example 6 99.9599.95 비교예 1Comparative Example 1 78.5878.58 비교예 2Comparative Example 2 79.3179.31

상기 표 4를 살펴보면, 본 발명의 발명의 실시예 1 내지 실시예 6의 비수전해액의 경우, PF6 - 피크의 적분값이 99 ppm 이상에서 나타나는 반면에, 첨가제를 포함하지 않는 비교예 1 및 2의 비수전해액의 PF6 - 피크의 적분값이 80 ppm 미만의 낮은 영역에서 나타나는 것을 알 수 있다.Looking at Table 4, in the case of the non-aqueous electrolytes of Examples 1 to 6 of the present invention, the integral value of PF 6 - peak appears at 99 ppm or more, whereas Comparative Examples 1 and 2 containing no additives of the non-aqueous electrolyte PF 6 - it can be seen that the integral of the peak appears in the lower area of less than 80 ppm.

즉, 비수전해액에 포함되는 리튬염, 예컨대 LiPF6의 경우 고온에 노출되면 PF5와 같은 리튬염의 음이온 부산물(루이스 산)을 생성하는데, 본 발명의 비수전해액의 경우, 루이스 염기 형태의 첨가제를 포함함으로써, 리튬염의 부산물 생성이 억제되어 PF6 - 이온의 안정화를 가져온 것으로 판단할 수 있다.That is, when a lithium salt included in the non-aqueous electrolyte solution, such as LiPF 6 , is exposed to high temperature, an anion by-product (Lewis acid) of a lithium salt such as PF 5 is produced. In the case of the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, a Lewis base type additive is included. By doing so, it can be determined that the formation of byproducts of the lithium salt is suppressed, resulting in stabilization of PF 6 - ions.

실험예 4. 45℃에서의 사이클 성능 평가Experimental Example 4. Evaluation of cycle performance at 45 ° C

상기 실시예 1 내지 실시예 6에서 제조한 이차전지와, 비교예 1 및 2에서 제조한 이차전지를 각각 45℃조건에서 각각 3.0V 내지 4.2V 전압 구동 범위하에서 0.33C로 정전류로 4.2V가 될 때까지 충전하고, 이어서 4.2V의 정전압으로 충전하여 충전 전류가 0.275 mA가 되면 충전을 종료하였다. 그 다음, 10분간 방치한 다음 0.33C 정전류로 3.0V가 될 때까지 방전하였다. 상기 충방전을 1 사이클로 하여 500 사이클 충방전을 실시하였다. The secondary batteries prepared in Examples 1 to 6 and the secondary batteries prepared in Comparative Examples 1 and 2, respectively, would be 4.2V at a constant current at 0.33C under a voltage driving range of 3.0V to 4.2V, respectively, at 45 ° C. Charging until then, charging with a constant voltage of 4.2V, the charging was terminated when the charging current became 0.275 mA. Then, it was left for 10 minutes, and then discharged at a constant current of 0.33C until 3.0V. 500 cycles of charging and discharging were performed using the above-mentioned charging and discharging as one cycle.

이때, 첫 번째 사이클후의 용량과 500 번째 사이클 후의 용량을 PNE-0506 충방전기(제조사: (주)PNE 솔루션, 5V, 6A)를 사용하여 측정하고, 용량을 하기 식 (3)에 대입하여 용량 유지율을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.At this time, the capacity after the first cycle and the capacity after the 500th cycle were measured using a PNE-0506 charge / discharger (manufacturer: PNE Solution Co., Ltd., 5V, 6A), and the capacity was substituted by the following equation (3) to maintain capacity. Was measured. The results are shown in Table 5 below.

식 (3): 용량 유지율(%) = (500회 사이클 후 용량/1회 사이클 후 용량) × 100Equation (3): Capacity retention rate (%) = (capacity after 500 cycles / capacity after 1 cycle) × 100

한편, 1 사이클 실시한 다음, SOC 50%에서 2.5C로 10초간 방전하여 초기 전압을 측정하였다. 이때 초기 전압은 PNE-0506 충방전기(제조사: (주)PNE 솔루션, 5V, 6A)를 사용하여 측정하였다. 그 다음, 상기 초기 전압을 전류(2.5C)로 나누어 초기 저항 값을 산출하였다.Meanwhile, after performing one cycle, the initial voltage was measured by discharging at 50C at 50C for 10 seconds. At this time, the initial voltage was measured using a PNE-0506 charge / discharger (manufacturer: PNE solution, 5V, 6A). Then, the initial resistance value was calculated by dividing the initial voltage by the current (2.5C).

이어서, 500 사이클을 실시한 다음, SOC 50%에서 2.5C로 10초간 방전하여 500 사이클 후의 전압을 측정하였다. 이때 전압은 PNE-0506 충방전기(제조사: (주)PNE 솔루션, 5V, 6A)를 사용하여 측정하였다. 그 다음, 상기 500 사이클 후의 전압을 전류(2.5C)로 나누어 500 사이클 후의 저항 값을 산출하였다.Subsequently, 500 cycles were performed, and then discharge was performed at 50C at 50C for 10 seconds to measure the voltage after 500 cycles. At this time, the voltage was measured using a PNE-0506 charge / discharger (manufacturer: PNE solution, 5V, 6A). Then, the voltage after 500 cycles was divided by the current (2.5C) to calculate a resistance value after 500 cycles.

상기와 같이 측정된 초기 저항 값 및 500 사이클 후의 저항 값을 하기 식 (4)에 대입하여 저항 증가율을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.The resistance increase rate was measured by substituting the initial resistance value measured as described above and the resistance value after 500 cycles into the following equation (4). The results are shown in Table 5 below.

식 (4): 저항 증가율 (%) = {(500 사이클 후의 저항 값 - 초기 저항 값)/초기 저항 값} × 100 Equation (4): Resistance increase rate (%) = {(resistance value after 500 cycles-initial resistance value) / initial resistance value} × 100

500th 용량 유지율(%)500 th capacity retention rate (%) 500th 저항 증가율 (%)500 th resistance increase rate (%) 실시예 1Example 1 8585 88 실시예 2Example 2 9191 1919 실시예 3Example 3 8888 1616 실시예 4Example 4 8787 1212 실시예 5Example 5 8282 1515 실시예 6Example 6 9090 2121 비교예 1Comparative Example 1 7474 5252 비교예 2Comparative Example 2 7575 5656

상기 표 5를 살펴보면, 첨가제를 포함하는 비수전해액을 구비한 실시예 1 내지 실시예 6에서 제조된 리튬 이차전지는 500회 사이클 후 용량 유지율이 85% 이상인 것을 알 수 있다.Looking at Table 5, it can be seen that the lithium secondary batteries prepared in Examples 1 to 6 with the non-aqueous electrolyte containing additives had a capacity retention rate of 85% or more after 500 cycles.

반면에, 첨가제를 포함하지 않은 비수전해액을 구비한 비교예 1의 리튬 이차전지와 -C≡N기를 함유하지 않는 첨가제를 포함하는 비수전해액을 구비한 비교예 2의 리튬 이차전지의 500회 사이클 후 용량 유지율은 각각 74% 및 75%로 크게 감소한 것을 알 수 있다.On the other hand, after 500 cycles of the lithium secondary battery of Comparative Example 1 with the non-aqueous electrolyte solution containing no additive and the lithium secondary battery of Comparative Example 2 with the non-aqueous electrolyte solution containing the additive containing no -C≡N group It can be seen that the capacity retention rates were significantly reduced to 74% and 75%, respectively.

또한, 첨가제를 포함하는 비수전해액을 구비한 실시예 1 내지 실시예 5에서 제조된 리튬 이차전지는 500회 사이클 후 저항 증가율이 19% 이하인 것을 알 수 있다.In addition, it can be seen that the lithium secondary batteries prepared in Examples 1 to 5 with the non-aqueous electrolyte solution containing the additive had a resistance increase rate of 19% or less after 500 cycles.

반면에, 첨가제를 포함하지 않은 비수전해액을 구비한 비교예 1의 리튬 이차전지와 -C≡N기를 함유하지 않는 첨가제를 포함하는 비수전해액을 구비한 비교예 2의 리튬 이차전지의 500회 사이클 후 저항 증가율은 각각 52% 및 56%로 크게 증가한 것을 알 수 있다.On the other hand, after 500 cycles of the lithium secondary battery of Comparative Example 1 with the non-aqueous electrolyte solution containing no additive and the lithium secondary battery of Comparative Example 2 with the non-aqueous electrolyte solution containing the additive containing no -C≡N group It can be seen that the rate of increase in resistance increased significantly to 52% and 56%, respectively.

한편, 첨가제가 과량 함유된 비수전해액을 구비한 실시예 6의 이차전지의 경우, 저항 증가율이 21%로서, 실시예 1 내지 실시예 5의 비수전해액을 구비한 리튬 이차전지에 비하여 열위한 것을 알 수 있다.On the other hand, in the case of the secondary battery of Example 6 with a non-aqueous electrolyte containing an excessive amount of additives, the resistance increase rate was 21%, which is inferior to that of the lithium secondary battery with the non-aqueous electrolyte of Examples 1 to 5 You can.

상술한 바와 같이, 본 발명의 첨가제를 포함하는 비수전해액을 구비한 리튬 이차전지의 경우, 고온 저장 시 또는 45℃에서 충방전 시 용량 유지율 및 저항 증가율 등이 개선된 것을 확인할 수 있으며, 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량이 0.1 내지 5중량%를 만족할 때, 특히 우수한 효과를 나타냄을 알 수 있다. As described above, in the case of a lithium secondary battery having a non-aqueous electrolyte solution containing the additive of the present invention, it can be confirmed that the capacity retention rate and the resistance increase rate, etc., are improved during high temperature storage or charge / discharge at 45 ° C. It can be seen that when the content of the displayed compound satisfies 0.1 to 5% by weight, it exhibits particularly excellent effects.

이는, 첨가제의 함량이 너무 낮은 경우 리튬염의 분해산물 제거 효과 및 음극 표면의 SEI 막 형성 효과가 미미하고, 첨가제 함량이 너무 많은 경우 용량 유지율은 동등 이상 수준이지만 저항 증가율이 높아지기 때문인 것으로 추측된다.This is presumed to be due to the fact that if the content of the additive is too low, the effect of removing the decomposition products of the lithium salt and the effect of forming the SEI film on the surface of the negative electrode are insignificant, and if the content of the additive is too large, the capacity retention rate is equal to or higher, but the rate of increase in resistance increases.

한편, 실리콘계 활물질(예컨대, SiO)을 포함하는 음극은 상대적으로 루이스 산 형태의 물질에 취약하기 때문에, 이를 포함하는 이차전지의 경우, 고온 저장 시 또는 고온 충방전 시 전해질의 분해반응이 가속화되면서 성능이 열화되는 경향이 있다. 그러나, 화학식 1의 화합물을 포함하는 본 발명의 비수전해액을 사용하면, 실리콘계 활물질을 포함하는 음극을 구비한 이차전지의 고온 저장 시 및 고온 충방전 성능이 개선되는 것을 확인할 수 있다.On the other hand, since the negative electrode containing a silicon-based active material (for example, SiO) is relatively vulnerable to a Lewis acid-type material, in the case of a secondary battery containing the same, the performance of the electrolyte is accelerated during decomposition of the electrolyte during high temperature storage or high temperature charge / discharge. This tends to deteriorate. However, when using the non-aqueous electrolyte of the present invention containing the compound of Formula 1, it can be seen that the high temperature storage and high temperature charge and discharge performance of the secondary battery having a negative electrode containing a silicon-based active material is improved.

Claims (11)

리튬염; 유기용매; 첨가제를 포함하고,
상기 첨가제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 리튬 이차전지용 비수전해액:
[화학식 1]
Figure pat00013

상기 화학식 1에서,
R은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기이고,
R1은 적어도 하나 이상의 불소 원소로 치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 -OR2이고, 이때 상기 R2는 적어도 하나 이상의 불소 원소로 치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬기이며, a는 0 또는 1의 정수이다.
Lithium salt; Organic solvents; Contains additives,
The additive is a non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery comprising a compound represented by Formula 1:
[Formula 1]
Figure pat00013

In Chemical Formula 1,
R is a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 5 carbon atoms,
R 1 is an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms substituted with at least one fluorine element or -OR 2 , wherein R 2 is an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms substituted with at least one fluorine element, and a is 0 or 1 It is an integer.
청구항 1에 있어서,
상기 화학식 1 에서, R은 탄소수 1 내지 3의 알킬렌기이고, R1은 적어도 하나 이상의 불소 원소로 치환된 탄소수 1 내지 3의 알킬기 또는 -OR2이고, 이때 상기 R2는 적어도 하나 이상의 불소 원소로 치환된 탄소수 1 내지 3의 알킬기인 것인 리튬 이차전지용 비수전해액.
The method according to claim 1,
In Formula 1, R is an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, R 1 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or -OR 2 substituted with at least one fluorine element, wherein R 2 is at least one fluorine element A non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery, which is a substituted C 1-3 alkyl group.
청구항 1에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1a 내지 1d로 표시되는 것 중 적어도 하나인 것인 리튬 이차전지용 비수전해액.
[화학식 1a]
Figure pat00014


[화학식 1b]
Figure pat00015


[화학식 1c]
Figure pat00016


[화학식 1d]
Figure pat00017

The method according to claim 1,
The compound represented by Formula 1 is a non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery that is at least one of those represented by the following Formulas 1a to 1d.
[Formula 1a]
Figure pat00014


[Formula 1b]
Figure pat00015


[Formula 1c]
Figure pat00016


[Formula 1d]
Figure pat00017

청구항 3에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 화학식 1a로 표시되는 화합물인 것인 리튬 이차전지용 비수전해액.
The method according to claim 3,
The compound represented by Formula 1 is a non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery, which is a compound represented by Formula 1a.
청구항 1에 있어서,
상기 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 비수전해액 전체 중량을 기준으로 0.07 중량% 내지 5.5 중량%로 포함되는 것인 리튬 이차전지용 비수전해액.
The method according to claim 1,
The compound represented by Chemical Formula 1 is a non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery that is included in 0.07% to 5.5% by weight based on the total weight of the non-aqueous electrolyte.
청구항 1에 있어서,
상기 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 비수전해액 전체 중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 5 중량%로 포함되는 것인 리튬 이차전지용 비수전해액.
The method according to claim 1,
The compound represented by the formula (1) is a non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery that is included in 0.1% to 5% by weight based on the total weight of the non-aqueous electrolyte.
청구항 1에 있어서,
상기 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 비수전해액 전체 중량을 기준으로 0.5 중량% 내지 3 중량%로 포함되는 것인 리튬 이차전지용 비수전해액.
The method according to claim 1,
The compound represented by the formula (1) is a non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery that is included in 0.5% to 3% by weight based on the total weight of the non-aqueous electrolyte.
청구항 1에 있어서,
상기 리튬 이차전지용 비수전해액은 설톤계 화합물, 할로겐 치환된 카보네이트계 화합물, 니트릴계 화합물, 환형 설파이트계 화합물, 및 환형 카보네이트계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 부가적 첨가제를 더 포함하는 것인 리튬 이차전지용 비수전해액.
The method according to claim 1,
The non-aqueous electrolyte solution for the lithium secondary battery further includes at least one additional additive selected from the group consisting of sultone-based compounds, halogen-substituted carbonate-based compounds, nitrile-based compounds, cyclic sulfite-based compounds, and cyclic carbonate-based compounds. Non-aqueous electrolyte for lithium secondary batteries.
청구항 8에 있어서,
상기 부가적 첨가제는 환형 카보네이트계 화합물인 것인 리튬 이차전지용 비수전해액.
The method according to claim 8,
The additive is a non-aqueous electrolyte for a lithium secondary battery that is a cyclic carbonate-based compound.
음극 활물질을 포함하는 음극;
양극 활물질을 포함하는 양극;
상기 음극과 양극 사이에 개재된 분리막; 및 비수전해액을 포함하고,
상기 비수전해액은 청구항 1 기재의 비수전해액인 것인 리튬 이차전지.
A negative electrode comprising a negative electrode active material;
A positive electrode comprising a positive electrode active material;
A separator interposed between the cathode and the anode; And a non-aqueous electrolyte,
The non-aqueous electrolyte is a lithium secondary battery that is the non-aqueous electrolyte of claim 1.
청구항 10에 있어서,
상기 음극 활물질은 실리콘계 활물질을 포함하는 것인 리튬 이차전지.
The method according to claim 10,
The negative active material is a lithium secondary battery comprising a silicon-based active material.
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