KR20200089624A - Additive for nonaqueous electrolyte, nonaqueous electrolyte for lithium secondary battery comprising the same, and lithium secondary battery - Google Patents

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KR20200089624A
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Abstract

The present invention relates to a non-aqueous electrolyte additive, a non-aqueous electrolyte for a lithium secondary battery containing the same, and a lithium secondary battery containing the same. Specifically, the present invention relates to a non-aqueous electrolyte additive using a Lewis base compound capable of rapidly reacting with an acid, a non-aqueous electrolyte for a lithium secondary battery containing the same, and a secondary battery having improved high-temperature storage durability by containing the same.

Description

비수전해액 첨가제, 이를 포함하는 리튬 이차전지용 비수전해액 및 리튬 이차전지{ADDITIVE FOR NONAQUEOUS ELECTROLYTE, NONAQUEOUS ELECTROLYTE FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME, AND LITHIUM SECONDARY BATTERY}Non-aqueous electrolyte additives, non-aqueous electrolytes for lithium secondary batteries and lithium secondary batteries containing the same

본 발명은 비수전해액 첨가제, 이를 포함하는 리튬 이차전지용 비수전해액 및 리튬 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a non-aqueous electrolyte solution and a non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery including the same, and a lithium secondary battery.

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 reliance on electric energy in the overall society has increased, and technology development for efficiently storing and utilizing electric 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. Among these, the most suitable technology 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, and the like. Among these secondary battery technologies, lithium ion batteries, which are theoretically the highest energy density 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 산화물 소재를 양극재로 사용하고, 음극재로 흑연 등의 탄소계 소재와 실리콘 등의 합금계 소재 등을 음극으로 적용하는 등, 리튬 금속이 직접적으로 전지 내부에 사용되지 않는 시스템으로 구현되고 있다. In the case of a lithium ion battery system, unlike the early days when lithium metal was directly applied to the system, a transition metal oxide material containing lithium is used as a cathode material, and a carbonaceous material such as graphite and an alloy system such as silicon are used as a cathode material. It is implemented as a system in which lithium metal is not directly used inside a battery, such as applying a material as a negative electrode.

이러한 리튬 이온 전지의 경우, 크게 리튬을 함유하고 있는 전이금속 산화물로 구성된 양극과, 리튬을 저장할 수 있는 음극, 리튬 이온을 전달하는 매개체가 되는 전해액, 세퍼레이터로 구성되어 있으며, 이중 전해액의 경우 전지의 안정성(stability)과 안전성(safety) 등에 큰 영향을 주는 구성 성분으로 알려지면서, 이에 대해 많은 연구가 진행되고 있다. In the case of such a lithium-ion battery, it is largely composed of a positive electrode composed of a transition metal oxide containing lithium, a negative electrode capable of storing lithium, an electrolyte that is a medium for transferring lithium ions, and a separator. Known as a component having a great influence on stability and safety, many studies have been conducted on this.

이때, 상기 리튬 이온 전지용 전해액은 리튬염과 이를 용해시키는 유기용매, 그리고 기능성 첨가제 등으로 구성되며, 전지의 전기화학적 특성을 개선하기 위해서는 이 구성 요소들의 적합한 선정이 중요하다. At this time, the electrolyte for lithium ion batteries 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 에스터계 유기용매 또는 이터계 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, an ester organic solvent or an ether organic solvent is used.

이러한 리튬 이온 전지의 경우, 고온에서의 충방전 혹은 저장 시의 저항 증가와 용량 감퇴가 성능 열화를 가져오는 문제점으로 제시되고 있다. 또한, 고온에서 전해액의 열화로 발생하는 부반응, 그 중에서도 고온에서 염의 분해로 인하여 발생된 부산물이 활성화 후 양극 및 음극의 표면에 형성된 피막을 분해시킬 경우, 피막의 부동태(passivation) 능력을 떨어뜨리는 문제가 존재하며, 이로 인하여 전해액의 추가적인 분해와 이에 수반된 자가 방전을 유발시키는 문제가 있다.In the case of such a lithium ion battery, an increase in resistance during charging and discharging at a high temperature or a decrease in capacity and a decrease in capacity have been suggested as problems causing performance degradation. In addition, a side reaction caused by the deterioration of the electrolyte at high temperature, and in particular, when a by-product generated due to the decomposition of salt at high temperature decomposes a film formed on the surfaces of the positive electrode and the negative electrode after activation, a problem of lowering the passivation ability of the film Exists, and there is a problem that causes additional decomposition of the electrolyte and self-discharge accompanying it.

특히, 리튬 이온 전지용 음극으로 주로 사용하는 흑연계 음극의 경우, 이의 작동 전위가 0.3 V (vs. Li/Li+) 이하로 리튬 이온 전지에 사용되는 전해액의 전기화학적 안정창보다 낮기 때문에, 전해액이 먼저 환원되어 분해된다. 이렇게 환원 분해된 전해액 산물은 리튬 이온은 투과시키지만, 전해액의 추가적인 분해는 억제하는 Solid electrolyte interphase (SEI) 막을 형성하게 된다.Particularly, in the case of a graphite-based negative electrode mainly used as a negative electrode for a lithium ion battery, since its operating potential is 0.3 V (vs. Li/Li+) or less, it is lower than the electrochemical stability window of the electrolyte used in the lithium ion battery, the electrolyte is reduced first. Decomposes. The product of the electrolytic solution that has been decomposed and decomposed permeates lithium ions, but forms a solid electrolyte interphase (SEI) film that inhibits further decomposition of the electrolyte.

그러나 상술한 바와 같이, 고온에서 염의 분해 산물에 의해 피막이 분해되면서, 리튬 이온 전지에 널리 사용되는 리튬염인 LiPF6의 열분해로 생성되는 HF와 PF5로 인하여 피막의 부동태 능력이 열화되거나, 혹은 전극 표면이 열화되어 양극으로부터 전이금속 용출이 발생하여 저항이 증가되고, 리독스 센터(redox center)를 소실하여 용량이 감퇴할 수 있다. 더욱이, 용출된 전이금속 이온의 경우 음극에 전착되어, 금속의 전착과 추가적인 전해질 분해로 인한 전자의 소모로 비가역 용량이 증가하여 셀 용량 감퇴가 발생할 뿐만 아니라, 저항 증가 및 흑연 음극의 자가 방전을 유발할 수 있다.However, as described above, as the film is decomposed by the decomposition products of the salt at a high temperature, the passivation ability of the film is deteriorated due to HF and PF 5 generated by thermal decomposition of LiPF 6 , a lithium salt widely used in lithium ion batteries, or the electrode As the surface is deteriorated, transition metal elution occurs from the anode to increase resistance, and the capacity may decrease due to loss of the redox center. Moreover, in the case of the eluted transition metal ions, electrodeposited to the cathode, the irreversible capacity increases due to the electrodeposition of the metal and the consumption of electrons due to additional electrolyte decomposition, resulting in a decrease in cell capacity as well as an increase in resistance and self-discharge of the graphite cathode. Can.

이에, 고온 저장 시에도 SEI 막의 부동태 능력을 확보 및 유지하기 위해서, 환원 분해가 잘 발생할 수 있는 전해액 첨가제를 도입하거나, 또는 열/수분 등에 인하여 발생하는 대표적인 리튬염인 LiPF6 등의 분해산물인 HF와 PF5 등을 제거하여, 고온에서의 전지의 열화의 원인을 제거할 수 있는 첨가제의 도입이 시급한 상황이다.Accordingly, in order to secure and maintain the passivation ability of the SEI film even at high temperature storage, HF, which is a decomposition product such as LiPF 6 , which is a representative lithium salt that is generated due to heat/moisture, etc. And PF 5 and the like, and it is urgent to introduce an additive capable of removing the cause of deterioration of the battery at a high temperature.

한국 공개특허공보 제2014-050058호Korea Patent Publication No. 2014-050058

본 발명에서는 산과 빠르게 반응할 수 있는 루이스 염기계 화합물을 이용한 비수전해액 첨가제를 제공하고자 한다.In the present invention, it is intended to provide a non-aqueous electrolyte additive using a Lewis base-based compound capable of rapidly reacting with an acid.

또한, 본 발명에서는 상기 비수전해액 첨가제를 포함하는 리튬 이차전지용 비수전해액을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte for a lithium secondary battery containing the non-aqueous electrolyte additive.

또한, 본 발명에서는 상기 리튬 이차전지용 비수전해액을 포함하는 리튬 이차전지를 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a lithium secondary battery comprising the non-aqueous electrolyte for the lithium secondary battery.

일 구현예에 따르면, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인 비수전해액 첨가제를 제공한다.According to one embodiment, the present invention provides a non-aqueous electrolyte additive that is a compound represented by Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 1에서,In Chemical Formula 1,

R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬기다.R 1 to R 4 are each independently hydrogen or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

다른 구현예에 따르면, 본 발명은 리튬염, 유기용매 및 제1 첨가제로 본 발명의 비수전해액 첨가제를 포함하는 리튬 이차전지용 비수전해액을 제공한다.According to another embodiment, the present invention provides a non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery comprising a lithium salt, an organic solvent and a non-aqueous electrolyte solution additive of the present invention as a first additive.

상기 리튬 이차전지용 비수전해액은 비닐렌 카보네이트(VC), 1,3-프로판설톤(PS) 및 에틸렌 설페이트(Esa) 중 적어도 하나 이상의 제2 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.The non-aqueous electrolyte solution for the lithium secondary battery may further include at least one second additive among vinylene carbonate (VC), 1,3-propanesultone (PS), and ethylene sulfate (Esa).

또 다른 구현예에 따르면, 본 발명은 상기 리튬 이차전지용 비수전해액을 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다.According to another embodiment, the present invention provides a lithium secondary battery comprising the non-aqueous electrolyte for the lithium secondary battery.

본 발명의 따르면, 비수전해액 첨가제로 루이스 염기(Lewis base) 기반의 화합물을 포함함으로써, 음극 표면에 안정한 SEI 막을 형성할 뿐만 아니라, 리튬염의 분해산물로 형성된 HF/PF5와 같은 산(acid)에 의한 양극의 용출을 억제할 수 있는 특성을 지니는 비수전해액을 제공할 수 있고, 나아가 이를 포함함으로써 고온 저장 시 저항 증가가 개선된 리튬 이차전지를 제조할 수 있다.According to the present invention, by including a Lewis base-based compound as a non-aqueous electrolyte additive, not only a stable SEI film is formed on the surface of the negative electrode, but also an acid such as HF/PF 5 formed as a decomposition product of lithium salt. It is possible to provide a non-aqueous electrolyte having properties that can suppress the elution of the positive electrode, and furthermore, by including this, a lithium secondary battery with improved resistance during high temperature storage can be manufactured.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니다.
도 1은 본 발명의 실험예 1에 따른 리튬 이차전지의 초기 방전 용량 평가 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실험예 2에 따른 리튬 이차전지의 고온 저장 특성 평가 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실험예 3에 따른 리튬 이차전지의 저항 증가율 평가 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실험예 4에 따른 리튬 이차전지의 SEI 막 형성 여부 평가 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실험예 5에 따른 금속 이온 용출 평가 결과를 나타낸 그래프이다.
The following drawings attached to this specification are intended to illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical spirit of the present invention together with the contents of the above-described invention, so the present invention is limited to those described in those drawings. It should not be interpreted limitedly.
1 is a graph showing an initial discharge capacity evaluation result of a lithium secondary battery according to Experimental Example 1 of the present invention.
2 is a graph showing the evaluation results of the high temperature storage characteristics of the lithium secondary battery according to Experimental Example 2 of the present invention.
3 is a graph showing the result of evaluating the resistance increase rate of the lithium secondary battery according to Experimental Example 3 of the present invention.
4 is a graph showing the evaluation results of the formation of the SEI film of the lithium secondary battery according to Experimental Example 4 of the present invention.
5 is a graph showing the results of evaluating metal ion dissolution according to Experimental Example 5 of the present invention.

이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

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.The terms or words used in the specification and claims should not be interpreted as being limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventor can appropriately define the concept of terms in order to best describe his or her invention. Based on the principle of being present, it should be interpreted as meanings and concepts consistent with the technical spirit of the present invention.

양/음극 표면에 전해액 분해로 형성되는 SEI 막의 부동태 능력은 고온 저장 성능에 큰 영향을 주는 요소이다. 한편, 리튬 이온 전지에 널리 사용되는 리튬염인 LiPF6의 열분해로 생성되는 HF와 PF5와 같은 산(acid)은 피막을 열화시키는 요소 중 하나로 알려져 있다. 이러한 산의 공격에 의하여 양극 표면이 열화되면 전이금속 용출이 발생하여 표면의 국부 구조의 변화로 전극의 표면 저항이 증가되고, 리독스 센터를 소실하여 이론 용량이 줄어들어 발현 용량이 감소할 수 있다. 또한, 용출된 금속 이온의 경우 강한 환원 전위 대역에서 반응하는 음극에 전착되어, 전자를 소모하며, 피막을 파괴하고, 새로운 표면을 드러내기 때문에, 추가적으로 전해질 분해를 발생시켜 음극의 저항을 증가시킬 뿐만 아니라, 비가역 용량을 증가시켜 셀의 용량을 지속적으로 저하시키는 문제가 있다. The passivation ability of the SEI film formed by electrolytic solution decomposition on the positive/negative electrode surface is a factor influencing the high temperature storage performance. Meanwhile, acids 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 degrade the coating. When the surface of the anode is deteriorated by the attack of the acid, transition metal elution occurs, and the surface resistance of the electrode increases due to a change in the local structure of the surface, and the theoretical capacity decreases due to the loss of the redox center, thereby reducing the expression capacity. In addition, in the case of eluted metal ions, it is electrodeposited to a cathode reacting in a strong reduction potential band, consuming electrons, destroying a film, and exposing a new surface, thereby additionally generating electrolyte decomposition to increase the resistance of the cathode. Rather, there is a problem of continuously decreasing the capacity of the cell by increasing the irreversible capacity.

이에, 전지의 열화를 억제하기 위하여, 본 발명에서는 비수전해액 제조 시에 루이스 염기계 첨가제를 도입함으로써, PF5나 HF에 의한 SEI 막의 열화를 방지할 수 있고, 이러한 산을 전해액 내부에서 제거함으로써 양극으로부터의 전이 금속 용출을 억제할 수 있다. 더하여 본 발명에서 비수전해액 제조 시에 루이스 염기계 첨가제를 도입함으로써, 환원 분해되면서 음극 표면에 기존 첨가제와는 다른 SEI를 형성할 수 있고, 이러한 SEI의 개질을 통하여 이차전지의 고온 저장 성능을 보다 개선할 수 있는 특성을 얻을 수 있다.Accordingly, in order to suppress the deterioration of the battery, in the present invention, by introducing a Lewis base-based additive during the production of the non-aqueous electrolyte solution, deterioration of the SEI film by PF 5 or HF can be prevented, and the anode is removed by removing the acid from the inside of the electrolyte. Elution of transition metals from can be suppressed. In addition, in the present invention, by introducing a Lewis base-based additive in the production of a non-aqueous electrolyte solution, it is possible to form SEI different from existing additives on the surface of the cathode while undergoing reduction and decomposition, and further improve the high-temperature storage performance of the secondary battery through the modification of the SEI. You can get the characteristics you can.

비수전해액 첨가제Non-aqueous electrolyte additive

먼저, 본 발명의 일 실시예에서는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인 비수전해액 첨가제를 제공한다.First, in one embodiment of the present invention provides a non-aqueous electrolyte additive that is a compound represented by Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 화학식 1에서, In Chemical Formula 1,

R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬기다.R 1 to R 4 are each independently hydrogen or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

구체적으로, 상기 화학식 1에서, R1 및 R4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬기고, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬기일 수 있다.Specifically, in Chemical Formula 1, R 1 and R 4 are each independently substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 2 and R 3 are each independently hydrogen or substituted or unsubstituted carbon number 1 to 5 It may be an alkyl group.

보다 구체적으로, 상기 화학식 1에서, R1 및 R4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 4의 알킬기고, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 3의 알킬기일 수 있다.More specifically, in Chemical Formula 1, R 1 and R 4 are each independently substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 2 and R 3 are each independently hydrogen or substituted or unsubstituted carbon number 1 to It may be an alkyl group of 3.

더욱 구체적으로, 상기 화학식 1에서, R1 및 R4는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 3의 알킬기고, R2 및 R3는 수소일 수 있다.More specifically, in Formula 1, R 1 and R 4 are substituted or unsubstituted alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms, and R 2 and R 3 may be hydrogen.

*상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 구조 내에 루이스 염기(Lewis base)로 기능하는 -N-(C=S)-N- 작용기를 포함하기 때문에 리튬염의 음이온 분해로 생성되는 분해산물인 HF와 PF5 같은 루이스 산을 전해액 내부에서 제거할 수 있다. 따라서 이러한 루이스 산으로부터 기인하는 양극 혹은 음극 표면 피막의 화학 반응으로 인한 열화 거동을 억제하여, 피막의 파괴에 의한 전지의 추가적인 전해액 분해를 막을 수 있다. 따라서, 최종적으로 전지의 자가방전과 고온 저장 시 전지의 열화 거동을 방지할 수 있다.* Since the compound represented by Chemical Formula 1 contains a -N-(C=S)-N- functional group that functions as a Lewis base in the structure, HF and PF 5 , which are decomposition products generated by anionic decomposition of lithium salts, The same Lewis acid can be removed inside the electrolyte. Therefore, the deterioration behavior due to the chemical reaction of the positive or negative electrode surface coating resulting from the Lewis acid can be suppressed, thereby preventing further electrolyte decomposition of the battery due to breakage of the coating. Therefore, finally, the self-discharge of the battery and the deterioration behavior of the battery during high temperature storage can be prevented.

또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 구조 내에 포함된 C=S 작용기와 -N-CO-O- 작용기 등은 음극 표면에서 환원되기 용이하기 때문에, 음극 표면에 부동태 능력이 높은 안정한 SEI 피막을 형성할 수 있다. 따라서, 음극 자체의 고온 내구성을 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 음극 자체에 전착되는 전이금속의 양을 감소 시킬 수 있고, 나아가 SEI 막의 불안정성(instability)에 의하여 발생하는 전해액의 추가적인 환원 분해 반응에 의한 흑연계 또는 실리콘계 음극의 자가 방전 반응을 방지할 수 있다. In addition, since the C=S functional group and -N-CO-O- functional group included in the structure of the compound represented by Chemical Formula 1 are easily reduced at the negative electrode surface, a stable SEI film with high passivation ability is formed on the negative electrode surface. can do. Therefore, it is possible to not only improve the high temperature durability of the negative electrode itself, but also reduce the amount of the transition metal electrodeposited on the negative electrode itself, and furthermore, the black due to the additional reduction and decomposition reaction of the electrolyte solution caused by the instability of the SEI film. Self-discharge reaction of the linkage or silicon-based cathode can be prevented.

이러한 종합적인 효과를 통하여 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물인 비수전해액 첨가제는 SEI 막을 안정적으로 형성시켜 주고, 리튬염의 분해에 의한 양/음극 피막의 파괴를 방지할 수 있어, 전지의 자가방전 반응을 억제할 수 있고, 이를 통하여 리튬 이온 전지의 초기 방전 용량 특성 및 고온 저장 시 저항 억제와 같은 특성을 개선할 수 있다.Through these comprehensive effects, the non-aqueous electrolyte additive, which is a compound represented by Chemical Formula 1 of the present invention, stably forms a SEI film and can prevent the destruction of the positive/negative film by decomposition of a lithium salt, thereby causing a self-discharge reaction of the battery. It can be suppressed, and through this, it is possible to improve characteristics such as initial discharge capacity characteristics of the lithium ion battery and resistance suppression during high temperature storage.

한편, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1a로 표시되는 화합물일 수 있다.Meanwhile, the compound represented by Chemical Formula 1 may be a compound represented by Chemical Formula 1a.

[화학식 1a][Formula 1a]

Figure pat00003
Figure pat00003

리튬 이차전지용 비수전해액Non-aqueous electrolyte for lithium secondary battery

다른 구현예에 따르면, 본 발명은 리튬염, 유기용매 및 제1 첨가제로 본 발명의 비수전해액 첨가제를 포함하는 리튬 이차전지용 비수전해액을 제공한다.According to another embodiment, the present invention provides a non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery comprising a lithium salt, an organic solvent and a non-aqueous electrolyte solution additive of the present invention as a first additive.

이하, 본 발명의 비수 전해액의 각 성분들에 대해서 보다 자세히 설명한다. Hereinafter, each component of the non-aqueous electrolyte of the present invention will be described in more detail.

(1) 리튬염(1) lithium salt

상기 리튬염은 리튬 이차전지용 전해액에 통상적으로 사용되는 것들이 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들어 상기 리튬염의 양이온으로 Li+를 포함하고, 음이온으로는 F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, N(CN)2 -, ClO4 -, BF4 -, B10Cl10 -, PF6 -, CF3SO3 -, CH3CO2 -, CF3CO2 -, AsF6 -, SbF6 -, AlCl4 -, AlO4 -, CH3SO3 -, BF2C2O4 -, BC4O8 -, PF4C2O4 -, PF2C4O8 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, C4F9SO3 -, CF3CF2SO3 -, (CF3SO2)2N-, (FSO2)2N-, CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, SCN- 및 (CF3CF2SO2)2N-로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상을 들 수 있다. The lithium salt may be used, without limitation, those which are commonly used in a lithium secondary battery electrolyte, such as an anion, and containing the Li + in the lithium salt cation is F -, Cl -, Br -, I -, NO 3 -, N (CN) 2 -, ClO 4 -, BF 4 -, B 10 Cl 10 -, PF 6 -, CF 3 SO 3 -, CH 3 CO 2 -, CF 3 CO 2 -, AsF 6 -, SbF 6 -, AlCl 4 -, AlO 4 -, CH 3 SO 3 -, BF 2 C 2 O 4 -, BC 4 O 8 -, 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 -, 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 -, (SF 5) 3 C -, (CF 3 there may be mentioned at least one or more selected from the group consisting of - SO 2) 3 C -, CF 3 (CF 2) 7 SO 3 -, SCN - , and (CF 3 CF 2 SO 2) 2 N.

구체적으로, 상기 리튬염은 LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCH3CO2, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, LiAlO4, LiCH3SO3, LiFSI (lithium fluorosulfonyl imide, LiN(SO2F)2), LiTFSI (lithium (bis)trifluoromethanesulfonimide, LiN(SO2CF3)2) 및 LiBETI (lithium bisperfluoroethanesulfonimide, LiN(SO2C2F5)2)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로 리튬염은 LiPF6, LiBF4, LiCH3CO2, LiCF3CO2, LiCH3SO3, LiFSI, LiTFSI 및 LiN(C2F5SO2)2으로 이루어진 군으로부터 선택된 단일물 또는 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.Specifically, the lithium salt is LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4 , LiBF 4 , LiB 10 Cl 10 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiCH 3 CO 2 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiAlCl 4 , LiAlO 4 , LiCH 3 SO 3 , LiFSI (lithium fluorosulfonyl imide, LiN(SO 2 F) 2 ), LiTFSI (lithium (bis)trifluoromethanesulfonimide, LiN(SO 2 CF 3 ) 2 ) and LiBETI (lithium bisperfluoroethanesulfonimide, LiN(SO 2 C 2 F 5 ) 2 ) may include at least one selected from the group consisting of. More specifically, the lithium salt is a single or two selected from the group consisting of LiPF 6 , LiBF 4 , LiCH 3 CO 2 , LiCF 3 CO 2 , LiCH 3 SO 3 , LiFSI, LiTFSI and LiN(C 2 F 5 SO 2 ) 2 It may contain a mixture of the above.

상기 리튬염은 통상적으로 사용 가능한 범위 내에서 적절히 변경할 수 있으나, 구체적으로 전해액 내에 0.1M 내지 3M, 구체적으로 0.8M 내지 2.5M로 포함될 수 있다. 만약, 상기 리튬염의 농도가 3M을 초과하는 경우 비수전해액의 점도가 증가되어 리튬 이온 이동 효과가 저하되고, 비수전해액 젖음성이 저하되어 균일한 SEI 막을 형성하기 어렵다는 단점이 있다.The lithium salt may be appropriately changed within a range that can be normally used, but may be specifically included in the electrolyte in 0.1M to 3M, and specifically 0.8M to 2.5M. If, when the concentration of the lithium salt exceeds 3M, the viscosity of the non-aqueous electrolyte is increased, the lithium ion migration effect is lowered, and the wettability of the non-aqueous electrolyte is lowered, thereby making it difficult to form a uniform SEI film.

(2) 유기용매(2) Organic solvent

상기 유기용매는 이차전지의 충방전 과정에서 산화 반응 등에 의한 분해가 최소화될 수 있고, 첨가제와 함께 목적하는 특성을 발휘할 수 있는 것이라면 그 종류에 제한이 없다. 예를 들면 카보네이트계 유기용매, 에테르계 유기용매 또는 에스테르계 유기용매 등을 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. In the organic solvent, decomposition by an oxidation reaction or the like during charging and discharging of the secondary battery can be minimized, and the type is not limited as long as it can exhibit desired properties with additives. For example, carbonate-based organic solvents, ether-based organic solvents, or ester-based organic solvents may be used alone or in combination of two or more.

상기 유기용매 중 카보네이트계 유기용매는 환형 카보네이트계 유기용매 및 선형 카보네이트계 유기용매 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 환형 카보네이트계 유기용매는 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate, EC), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate, PC), 1,2-부틸렌 카보네이트, 2,3-부틸렌 카보네이트, 1,2-펜틸렌카보네이트, 2,3-펜틸렌 카보네이트, 비닐렌 카보네이트 및 플루오로에틸렌 카보네이트(FEC)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으며, 구체적으로 고유전율을 가지는 에틸렌 카보네이트와 에틸렌 카보네이트에 비하여 상대적으로 저융점을 가지는 프로필렌 카보네이트의 혼합 용매를 포함할 수 있다.Among the organic solvents, the carbonate-based organic solvent may include at least one of a cyclic carbonate-based organic solvent and a linear carbonate-based organic solvent. Specifically, the cyclic carbonate-based organic solvent is ethylene carbonate (ethylene carbonate, EC), propylene carbonate (propylene carbonate, PC), 1,2-butylene carbonate, 2,3-butylene carbonate, 1,2-pentylene It may include at least one selected from the group consisting of carbonate, 2,3-pentylene carbonate, vinylene carbonate, and fluoroethylene carbonate (FEC), and is specifically compared to ethylene carbonate and ethylene carbonate having a high dielectric constant. It may include a mixed solvent of propylene carbonate having a low melting point.

또한, 상기 선형 카보네이트계 유기용매는 저점도 및 저유전율을 가지는 용매로서, 디메틸 카보네이트(dimethyl carbonate, DMC), 디에틸 카보네이트(diethyl carbonate, DEC), 디프로필 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트(EMC), 메틸프로필 카보네이트 및 에틸프로필 카보네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으며, 보다 구체적으로 디메틸 카보네이트를 포함할 수 있다.In addition, the linear carbonate-based organic solvent is a solvent having low viscosity and low dielectric constant, dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate, ethyl methyl carbonate (EMC), methyl It may include at least one selected from the group consisting of propyl carbonate and ethylpropyl carbonate, and more specifically, may include dimethyl carbonate.

상기 에테르계 유기용매는 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.The ether-based organic solvent may be any one selected from the group consisting of dimethyl ether, diethyl ether, dipropyl ether, methylethyl ether, methylpropyl ether and ethylpropyl ether, or a mixture of two or more of them, but is not limited thereto. It does not work.

상기 에스테르계 유기용매는 선형 에스테르계 유기용매 및 환형 에스테르계 유기용매로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상을 들 수 있다.The ester organic solvent may include at least one selected from the group consisting of linear ester organic solvents and cyclic ester organic solvents.

이때, 상기 선형 에스테르계 유기용매는 그 구체적인 예로 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 메틸 프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, 프로필 프로피오네이트, 및 부틸 프로피오네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물 등이 대표적으로 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In this case, the linear ester-based organic solvent is specifically selected from the group consisting of methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, and butyl propionate, or Mixtures of two or more of these may be representatively used, but are not limited thereto.

상기 환형 에스테르계 유기용매는 그 구체적인 예로 γ-부티로락톤, γ-발레로락톤, γ-카프로락톤, σ-발레로락톤 및 ε-카프로락톤으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Examples of the cyclic ester-based organic solvent include any one selected from the group consisting of γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ-caprolactone, σ-valerolactone, and ε-caprolactone, or two of them. The above mixture may be used, but is not limited thereto.

상기 유기용매는 유전율이 높아 비수전해액 내의 리튬염을 잘 해리시키는 고점도의 환형 카보네이트계 유기용매를 사용할 수 있다. 또한, 더욱 높은 전기 전도율을 갖는 비수전해액을 제조하기 위하여, 상기 유기용매는 상기 환경 카보네이트계 유기용매와 함께, 디메틸 카보네이트 및 디에틸 카보네이트와 같은 저점도, 저유전율 선형 카보네이트계 화합물 및 선형 에스테르계 화합물을 적당한 비율로 혼합하여 사용할 수 있다.The organic solvent has a high dielectric constant and may use a high-viscosity cyclic carbonate-based organic solvent that dissociates lithium salts in the non-aqueous electrolyte well. In addition, in order to prepare a non-aqueous electrolyte having a higher electrical conductivity, the organic solvent, together with the environmental carbonate-based organic solvent, has low viscosity, low dielectric constant linear carbonate-based compound and linear ester-based compound such as dimethyl carbonate and diethyl carbonate. Can be used by mixing in an appropriate ratio.

보다 구체적으로 상기 유기용매는 환형 카보네이트계 화합물과 선형 카보네이트계 화합물을 혼합하여 사용할 수 있으며, 상기 유기용매 중 환형 카보네이트계 화합물:선형 카보네이트계 화합물의 중량비는 10:90 내지 70:30일 수 있다.More specifically, the organic solvent may be used by mixing a cyclic carbonate-based compound and a linear carbonate-based compound, and the weight ratio of the cyclic carbonate-based compound:linear carbonate-based compound in the organic solvent may be 10:90 to 70:30.

(3) 제1 첨가제(3) First additive

본 발명의 비수전해액은 비수전해액 제1 첨가제로 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다.The non-aqueous electrolyte solution of the present invention includes the compound represented by Chemical Formula 1 as the first additive for the non-aqueous electrolyte solution.

이때, 상기 비수전해액 첨가제에 관한 설명은 전술한 내용과 중복되므로, 그 기재를 생략한다.At this time, since the description of the non-aqueous electrolyte additive is overlapped with the above, the description is omitted.

다만, 비수전해액 첨가제의 함량과 관련하여, 상기 비수전해액 첨가제는 비수전해액 전체 중량을 기준으로 0.01 중량% 내지 5 중량%, 구체적으로 0.1 중량% 내지 3 중량%로 포함될 수 있다.However, with respect to the content of the non-aqueous electrolyte additive, the non-aqueous electrolyte additive may be included in an amount of 0.01% to 5% by weight, specifically 0.1% to 3% by weight based on the total weight of the non-aqueous electrolyte.

상기 첨가제가 상기 범위로 포함되는 경우, 제반 성능이 더욱 향상된 이차전지를 제조할 수 있다. 상기 첨가제의 함량이 0.01 중량% 미만이면 HF 혹은 PF5를 소량 제거할 수는 있으나, 이를 지속적으로 제거하는 효과가 미미할 수 있으며, 5 중량%를 초과하는 경우에는 과량의 첨가제의 분해로 인하여 전극의 저항이 증가하거나, 부반응에 의한 초기 용량이 저하될 수 있다.When the additive is included in the above range, it is possible to manufacture a secondary battery with improved overall performance. If the content of the additive is less than 0.01% by weight, HF or PF 5 may be removed in a small amount, but the effect of continuously removing it may be insignificant, and when it exceeds 5% by weight, the electrode may be decomposed due to decomposition of the excess additive. Resistance may increase, or the initial capacity due to side reactions may decrease.

이에, 상기 첨가제는 0.01 중량% 내지 5 중량%, 구체적으로 0.1 중량% 내지 3 중량% 범위인 경우에, 부반응 등에 의한 용량 저하 및 저항 증가를 최대한 억제하면서, HF와 PF5를 보다 효과적으로 제거할 수 있다.Thus, the additive is 0.01% by weight to 5% by weight, specifically, 0.1% to 3% by weight in the range, while suppressing the capacity decrease and increase in resistance due to side reactions as much as possible, it is possible to more effectively remove HF and PF 5 have.

상술한 바와 같이 본 발명에서는 전해액 첨가제로 상기 루이스 염계 화합물인 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함함으로써, 음극 표면에 견고한 SEI 막을 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 루이스 염기 (Lewis base) 작용기인 -N-(C=S)-N-를 포함하는 작용기에 의해 고온 저장 시에 전지의 열화를 야기하는 부산물, 예컨대 리튬염의 분해로 인해 형성되는 HF와 PF5 등의 루이스 산(Lewis acid)을 용이하게 제거(scavenging)하여, SEI 막의 열화나, 양극에서의 전이금속 용출 등의 단점을 개선할 수 있다.As described above, in the present invention, by including the compound represented by Chemical Formula 1, which is the Lewis salt-based compound, as an electrolyte additive, not only can a solid SEI film be formed on the surface of the negative electrode, but also a Lewis base functional group -N-( A functional group containing C=S)-N- can easily remove Lewis acids such as HF and PF 5 formed by decomposition of a lithium salt by-product that causes deterioration of a battery at high temperature storage ( By scavenging, it is possible to improve disadvantages such as deterioration of the SEI film and elution of a transition metal at the anode.

즉, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 첨가제로 포함하는 본 발명의 비수전해액의 경우, 전해액 내에서 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.That is, in the case of the non-aqueous electrolyte solution of the present invention containing the compound represented by the formula (1) as an additive, it is possible to remove the Lewis acid that can cause self-discharge of the battery by attacking the positive electrode surface and the negative electrode surface in the electrolyte solution. The self-discharge of the battery can be alleviated to improve the high temperature storage performance.

(4) 제2 첨가제(4) Second additive

또한, 본 발명의 리튬 이차전지용 비수전해액은 상기 전해액 첨가제가 발현하는 효과와 더불어 음극 및 양극 표면에 안정한 피막을 형성하여, 고온 저장 시에 용량 특성 및 사이클 특성을 향상시키고, 저항 감소 효과를 구현하기 위하여, 상기 제1 첨가제인 화학식 1로 표시되는 화합물 외에도 다른 제2 첨가제를 더 포함할 수 있다.In addition, the non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery of the present invention forms a stable film on the surface of the negative electrode and the positive electrode in addition to the effect expressed by the electrolyte additive, improves capacity characteristics and cycle characteristics during high temperature storage, and realizes a resistance reduction effect. To this end, in addition to the compound represented by Chemical Formula 1, which is the first additive, another second additive may be further included.

추가로 포함될 수 있는 제2 첨가제로는 이차전지의 초기 활성화 공정시 음극 표면에 보다 안정한 SEI 피막을 형성할 수 있는 것으로 알려져 있는 비닐렌카보네이트(VC), 1,3-프로판 설톤(PS) 및 에틸렌 설페이트(Ethylene Sulfate; Esa) 중 적어도 하나 이상의 첨가제를 적용할 수 있다. As a second additive that may be additionally included, vinylene carbonate (VC), 1,3-propane sultone (PS) and ethylene, which are known to form a more stable SEI film on the cathode surface during the initial activation process of the secondary battery At least one additive of sulphate (Ethylene Sulfate; Esa) may be applied.

한편, 상기 비닐렌카보네이트(VC), 1,3-프로판 설톤(PS) 및 에틸렌 설페이트(Ethylene Sulfate; Esa)는 각각 비수전해액 전체 중량을 기준으로 10 중량% 이하, 구체적으로 0.1 중량% 내지 7 중량%로 포함될 수 있다.On the other hand, the vinylene carbonate (VC), 1,3-propane sulfone (PS) and ethylene sulfate (Ethylene Sulfate; Esa), respectively, based on the total weight of the non-aqueous electrolyte, 10% by weight or less, specifically 0.1% by weight to 7% by weight %.

상기 각각의 화합물들의 함량이 10 중량%를 초과하면 전지의 충방전시 전해액 내의 부반응이 과도하게 발생할 가능성이 있을 뿐만 아니라, 고온에서 충분히 분해되지 못하여, 상온에서 전해액 내에서 미반응물 또는 석출된 채로 존재하고 있을 수 있으며, 이에 따라 이차전지의 수명 또는 저항특성이 저하될 수 있다.When the content of each of the compounds exceeds 10% by weight, there is a possibility that a side reaction in the electrolyte is excessively generated during charging and discharging of the battery, and it is not sufficiently decomposed at a high temperature, and remains unreacted or precipitated in the electrolyte at room temperature. It may be, and accordingly, the life or resistance characteristics of the secondary battery may be deteriorated.

특히, 상기 제2 첨가제의 전체 함량은 비수전해액 전체 중량을 기준으로 15 중량% 이하, 구체적으로 0.1 중량% 내지 15 중량%, 구체적으로 0.1 내지 10 중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 0.5 내지 10 중량%로 포함될 수 있으며, 더 바람직하게는 1.0 내지 7.0 중량%로 포함될 수 있다.In particular, the total content of the second additive may be included in an amount of 15 wt% or less, specifically 0.1 wt% to 15 wt%, specifically 0.1 to 10 wt%, based on the total weight of the non-aqueous electrolyte, preferably 0.5 to 10 It may be included in weight%, more preferably 1.0 to 7.0% by weight.

즉, 비수전해액의 고온 내구성을 확보하기 위해서는 제2 첨가제는 적어도 0.1 중량% 이상은 포함되어야 하며, 각각의 화합물이 함량이 10 중량%를 초과하거나, 제2 첨가제의 전체 함량이 15 중량%를 초과하게 되면, 상대적으로 유기용매와 리튬염의 함량이 감소할 수 있기 때문에, 첨가제의 역할을 넘어, 전지의 기본 성능을 열화시킬 우려가 있으므로, 가능한 한 상기 범위 내에서 적절하게 함량 범위를 조절할 필요가 있다.That is, in order to secure the high temperature durability of the non-aqueous electrolyte, the second additive should contain at least 0.1% by weight or more, and the content of each compound exceeds 10% by weight, or the total content of the second additive exceeds 15% by weight If it does, since the content of the organic solvent and the lithium salt can be relatively reduced, there is a possibility of deteriorating the basic performance of the battery beyond the role of the additive, so it is necessary to appropriately adjust the content range within the above range. .

(5) SEI 형성용 첨가제(5) SEI Formation Additive

또한, 본 발명의 비수전해액은 음극 및 양극 표면에 안정한 피막을 형성하고, 비수전해액 내 용매의 분해를 억제하며, 리튬 이온의 이동성을 향상시키는 보완제 역할을 할 수 있는 부가적 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.In addition, the non-aqueous electrolyte solution of the present invention additionally includes additional additives that can form a stable film on the surface of the negative electrode and the positive electrode, suppress decomposition of the solvent in the non-aqueous electrolyte solution, and serve as a supplement to improve mobility of lithium ions. can do.

이러한 부가적 첨가제로는 양극 및 음극 표면에 안정한 피막을 형성할 수 있는 SEI 형성용 첨가제라면 특별히 제한하지 않는다.The additive is not particularly limited as long as it is an SEI-forming additive capable of forming a stable film on the anode and cathode surfaces.

구체적으로, 상기 SEI 형성용 첨가제는 그 대표적인 예로 할로겐 치환 또는 비치환된 환형 카보네이트계 화합물, 니트릴계 화합물, 포스페이트계 화합물, 보레이트계 화합물, 리튬염계 화합물, 설페이트계 화합물, 설톤계 화합물, 불화벤젠계 화합물 및 실란계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 SEI 형성용 첨가제를 포함할 수 있다. Specifically, the SEI-forming additive is a halogen-substituted or unsubstituted cyclic carbonate-based compound, nitrile-based compound, phosphate-based compound, borate-based compound, lithium salt-based compound, sulfate-based compound, sultone-based compound, fluorinated benzene-based compound It may include at least one additive for forming SEI selected from the group consisting of compounds and silane-based compounds.

구체적으로, 상기 할로겐 치환된 환형 카보네이트계 화합물은 플루오로에틸렌 카보네이트(FEC))를 들 수 있고, 상기 할로겐 비치환된 환형 카보네이트계 화합물은 전지 활성화 시에 주로 음극 표면에 안정한 SEI 막을 형성하여, 전지의 내구성 향상을 도모할 수 있다. 이러한 환형 카보네이트계 화합물은 비닐에틸렌 카보네이트를 들 수 있다.Specifically, the halogen-substituted cyclic carbonate-based compound may include fluoroethylene carbonate (FEC), and the halogen-unsubstituted cyclic carbonate-based compound mainly forms a stable SEI film on the negative electrode surface upon activation of the battery. It is possible to improve the durability of the. Vinyl ethylene carbonate is mentioned as such a cyclic carbonate type compound.

상기 할로겐 치환 또는 비치환된 환형 카보네이트계 화합물은 비수전해액 전체 중량을 기준으로 5중량% 이하로 포함할 수 있다. 상기 할로겐 치환된 카보네이트계 화합물의 함량이 5중량%를 초과하는 경우, 셀 팽윤 억제 성능 및 초기 저항이 열화될 수 있다.The halogen-substituted or unsubstituted cyclic carbonate-based compound may include 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 inhibiting performance and initial resistance may be deteriorated.

또한, 상기 니트릴계 화합물은 숙시노니트릴, 아디포니트릴, 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, adiponitrile, acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, valeronitrile, caprylonitrile, heptanenitrile, cyclopentane carbonitrile, cyclohexane carbonitrile, 2-fluoro At least selected from the group consisting of robenzonitrile, 4-fluorobenzonitrile, difluorobenzonitrile, trifluorobenzonitrile, phenylacetonitrile, 2-fluorophenylacetonitrile, and 4-fluorophenylacetonitrile One or more compounds.

상기 니트릴계 화합물은 상술한 전해액 첨가제와 함께 사용되는 경우, 양/음극 피막 안정화로 고온특성 개선 효과를 기대할 수 있다. 즉, 음극 SEI 피막을 형성하는 데에 보완제 역할을 할 수 있고, 비수전해액 내 용매의 분해를 억제하는 역할을 할 수 있으며, 리튬 이온의 이동성을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 이러한 니트릴계 화합물은 비수전해액 전체 중량을 기준으로 8 중량% 이하로 포함될 수 있다. 상기 비수전해액 중에 니트릴계 화합물의 전체 중량이 8중량%를 초과하는 경우, 전극 표면에 형성되는 피막 증가로 저항이 커져, 전지 성능이 열화될 수 있다. When the nitrile-based compound is used together with the above-described electrolyte additive, an effect of improving high temperature characteristics can be expected by stabilizing the positive/negative film. That is, it may serve as a supplement to form the negative electrode SEI film, may serve to suppress the decomposition of the solvent in the non-aqueous electrolyte, and may serve to improve the mobility of lithium ions. 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 weight of the nitrile-based compound in the non-aqueous electrolyte exceeds 8% by weight, resistance increases due to an increase in the film formed on the electrode surface, and battery performance may be deteriorated.

또한, 상기 포스페이트계 화합물은 전해액 내 PF6 음이온 등을 안정화하고 양극 및 음극 피막 형성에 도움을 주기 때문에, 전지의 내구성 향상을 도모할 수 있다. 이러한 포스페이트계 화합물은 리튬 디플루오로(비스옥살라토)포스페이트(LiDFOP), 리튬 디플루오로포스페이트 (LiDFP, LiPO2F2), 테트라메틸 트리메틸 실릴 포스페이트(LiTFOP), 및 트리스(2,2,2-트리플루오로에틸)포스페이트 (TFEPa)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물을 들 수 있으며, 비수전해액 전체 중량을 기준으로 3중량% 이하로 포함될 수 있다.In addition, since the phosphate-based compound stabilizes PF 6 anions and the like in the electrolyte solution and helps to form a positive electrode and a negative electrode film, durability of the battery can be improved. Such phosphate-based compounds include lithium difluoro(bisoxalato)phosphate (LiDFOP), lithium difluorophosphate (LiDFP, LiPO 2 F 2 ), tetramethyl trimethyl silyl phosphate (LiTFOP), and tris(2,2, 2-trifluoroethyl) phosphate (TFEPa), and one or more compounds selected from the group consisting of, and may be included in 3% by weight or less based on the total weight of the non-aqueous electrolyte.

상기 보레이트계 화합물은 리튬염의 이온쌍 분리를 촉진시켜, 리튬 이온의 이동도를 향상시킬 수 있고, SEI 피막의 계면 저항을 저하시킬 수 있으며, 전지 반응 시 생성되어 잘 분리되지 않는 LiF 등의 물질도 해리시킴으로써, 불산 가스 발생 등의 문제를 해결할 수 있다. 이러한 보레이트계 화합물은 리튬 비옥살릴보레이트 (LiBOB, LiB(C2O4)2), 리튬 옥살릴디플루오로보레이트 또는 테트라메틸 트리메틸실릴보레이트 (TMSB)를 들 수 있으며, 비수전해액 전체 중량을 기준으로 3중량% 이하로 포함될 수 있다.The borate-based compound promotes ion pair separation of lithium salts, thereby improving the mobility of lithium ions, lowering the interfacial resistance of the SEI film, and materials such as LiF that are not easily separated when generated during battery reaction. By dissociating, problems such as generation of hydrofluoric acid gas can be solved. Such a borate-based compound may include lithium bioxalyl borate (LiBOB, LiB(C 2 O 4 ) 2 ), lithium oxalyl difluoroborate or tetramethyl trimethylsilyl borate (TMSB), based on the total weight of the non-aqueous electrolyte. 3% by weight or less.

또한, 상기 리튬염계 화합물은 상기 비수전해액에 포함되는 리튬염과 상이한 화합물로서, LiODFB 및 LiBF4로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물을 들 수 있으며, 비수전해액 전체 중량을 기준으로 3중량% 이하로 포함할 수 있다.In addition, the lithium salt-based compound is a compound different from the lithium salt contained in the non-aqueous electrolyte solution, and may include one or more compounds selected from the group consisting of LiODFB and LiBF 4 , and 3 wt% or less based on the total weight of the non-aqueous electrolyte solution It can contain.

상기 설페이트계 화합물은 트리메틸렌설페이트 (Trimethylene sulfate; TMS), 또는 메틸트리메틸렌설페이트 (Methyl trimethylene sulfate; MTMS)을 들 수 있으며, 비수전해액 전체 중량을 기준으로 3중량% 이하로 포함될 수 있다.The sulfate-based compound may be trimethylene sulfate (TMS), or methyl trimethylene sulfate (MTMS), and may be included in an amount of 3% by weight or less based on the total weight of the non-aqueous electrolyte.

상기 설톤계 화합물은 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 있으며, 이는 비수전해액 전체 중량을 기준으로 0.3중량% 내지 5중량%, 구체적으로 1 중량% 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 상기 비수전해액 중에 설톤계 화합물의 함량이 5중량%를 초과하는 경우, 전극 표면에 지나치게 두꺼운 피막이 형성되어 저항 증가와 출력 열화가 발생할 수 있고, 비수전해액 중 과량의 첨가제의 의한 저항 증가로 출력 특성이 열화될 수 있다.The sultone-based compound is selected from the group consisting of 1,4-butane sultone, ethene sultone, 1,3-propene sultone (PRS), 1,4-butene sultone, and 1-methyl-1,3-propene sultone. It may include at least one compound, which may be included in an amount of 0.3% to 5% by weight, specifically 1% to 5% by weight 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, an excessively thick film is formed on the electrode surface, which may lead to an increase in resistance and output deterioration, and an increase in output characteristics due to an increase in resistance due to excessive additives in the non-aqueous electrolyte. It may deteriorate.

상기 불화벤젠계 화합물은 플루오로벤젠을 포함할 수 있다.The fluorinated benzene-based compound may include fluorobenzene.

또한, 상기 실란계 화합물은 테트라비닐실란과 같은 실리콘을 포함하는 화합물을 들 수 있으며, 이러한 화합물의 경우 비수 전해액 전체 중량을 기준으로 2중량% 이하로 포함할 수 있다.In addition, the silane-based compound may include a compound containing silicon, such as tetravinylsilane, and in the case of such a compound, it may include 2% by weight or less based on the total weight of the non-aqueous electrolyte.

상기 SEI 형성용 첨가제는 2 종 이상 혼합하여 사용 가능하며, 비수전해액의 전체 중량을 기준으로 10 중량%이하, 구체적으로 0.01 중량% 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 5.0 중량%로 포함될 수 있다.The additive for SEI formation may be used by mixing two or more, and may be included in an amount of 10% by weight or less, specifically 0.01% by weight to 10% by weight, and preferably 0.1 to 5.0% by weight based on the total weight of the non-aqueous electrolyte. .

상기 SEI 형성용 첨가제의 함량이 0.01 중량% 미만인 경우 상기 첨가제로부터 구현하고자 하는 고온 저장 특성 및 가스 저감 효과가 미미하고, 상기 SEI 형성용 첨가제의 함량이 10 중량%를 초과하면 전지의 충방전시 전해액 내의 부반응이 과도하게 발생할 가능성이 있다. 특히, 상기 SEI 형성용 첨가제가 과량으로 첨가되면 충분히 분해되지 못하여 상온에서 전해액 내에서 미반응물 또는 석출된 채로 존재하고 있을 수 있다. 이에 따라 저항이 증가하여 이차전지의 수명 특성이 저하될 수 있다. When the content of the additive for forming the SEI is less than 0.01% by weight, the high temperature storage property and gas reduction effect to be realized from the additive are negligible, and when the content of the additive for forming the SEI exceeds 10% by weight, the electrolyte during charging and discharging of the battery There is a possibility that side reactions within the body may occur excessively. In particular, if the additive for forming the SEI is added in an excessive amount, it may not sufficiently decompose and may remain unreacted or precipitated in the electrolyte at room temperature. Accordingly, the resistance may increase and the life characteristics of the secondary battery may deteriorate.

리튬 이차전지Lithium secondary battery

또한, 본 발명의 일 실시예에서는, 본 발명의 리튬 이차전지용 비수전해액을 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다.In addition, in one embodiment of the present invention, there is provided a lithium secondary battery comprising a non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery of the present invention.

구체적으로, 본 발명의 리튬 이차전지는 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 개재된 세퍼레이터가 순차적으로 적층되어 이루어진 전극조립체에 본 발명의 비수전해액을 주입하여 제조할 수 있다. 이때, 전극조립체를 이루는 양극, 음극 및 세퍼레이터는 리튬 이차전지 제조에 통상적으로 사용되던 것들이 모두 사용될 수 있다.Specifically, the lithium secondary battery of the present invention can be prepared by injecting the non-aqueous electrolyte solution of the present invention into an electrode assembly formed by sequentially stacking a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode. At this time, the positive electrode, the negative electrode, and the separator constituting the electrode assembly may be all those commonly used in manufacturing lithium secondary batteries.

한편, 본 발명의 리튬 이차전지를 구성하는 양극 및 음극은 통상적인 방법으로 제조되어 사용될 수 있다.On the other hand, the positive and negative electrodes constituting the lithium secondary battery of the present invention can be prepared and used in a conventional manner.

(1) 양극(1) anode

먼저, 상기 양극은 양극 집전체 상에 양극 합제층을 형성하여 제조할 수 있다. 상기 양극 합제층은 양극활물질, 바인더, 도전재 및 용매 등을 포함하는 양극 슬러리를 양극 집전체 상에 코팅한 후, 건조 및 압연하여 형성할 수 있다.First, the positive electrode may be manufactured by forming a positive electrode mixture layer on a positive electrode current collector. The positive electrode material mixture layer may be formed 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, 코발트, 망간, 니켈 또는 알루미늄 중에서 선택되는 1종 이상의 금속과 리튬을 포함하는 리튬 전이금속 산화물을 포함할 수 있으며, 구체적으로는 전지의 용량 특성 및 안전성이 높은 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 리튬-망간계 산화물을 포함할 수 있으며, 보다 구체적으로 리튬-망간계 산화물을 포함할 수 있다.The positive electrode active material is a compound capable of reversible intercalation and deintercalation of lithium, and may include a lithium transition metal oxide containing lithium and at least one metal selected from cobalt, manganese, nickel, or aluminum, Specifically, a lithium-nickel-manganese-cobalt oxide (eg Li(Ni p Co q Mn r1 )O 2 (where 0<p<1, 0<q< 1, 0<r1<1, p+q+r1=1) or lithium-manganese oxide, and more specifically lithium-manganese oxide.

상기 리튬-니켈-망간-코발트계 산화물은 Li(Ni1/3Mn1/3Co1/3)O2, Li(Ni0.6Mn0.2Co0.2)O2, Li(Ni0.5Mn0.3Co0.2)O2, Li(Ni0.7Mn0.15Co0.15)O2 및 Li(Ni0.8Mn0.1Co0.1)O2 를 들 수 있으며, 상기 리튬-망간계 산화물은 LiMn2O4을 들 수 있다.The lithium-nickel-manganese-cobalt oxide is Li(Ni 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 )O 2 , 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 and Li(Ni 0.8 Mn 0.1 Co 0.1 )O 2 , and the lithium-manganese oxide is LiMn 2 O 4 is mentioned.

상기 본 발명의 양극 활물질은 리튬-망간계 산화물 외에도, 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), 및 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))로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 리튬 전이금속 산화물을 더 포함할 수 있다.The positive electrode active material of the present invention, in addition to the lithium-manganese oxide, lithium-cobalt oxide (for example, LiCoO 2, etc.), lithium-nickel-based oxide (for example, LiNiO 2, etc.), lithium-nickel-manganese-based Oxides (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 oxide (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 (here In, 0<p1<2, 0<q1<2, 0<r2<2, p1+q1+r2=2), etc.), and lithium-nickel-cobalt-transition metal (M) oxide (for example, Li (Ni p2 Co q2 Mn r3 M S2 ) O 2 (where M is selected from the group consisting of Al, Fe, V, Cr, Ti, Ta, Mg and Mo, p2, q2, r3 and s2 are each independently Atomic fraction of phosphorus elements, at least one selected from the group consisting of 0<p2<1, 0<q2<1, 0<r3<1, 0<s2<1, p2+q2+r3+s2=1)) The above lithium transition metal oxide may be further included.

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

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(PVDF), 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머, 스티렌-부타디엔 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.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 in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of solids in the positive electrode slurry. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose (CMC), starch, hydroxypropyl cellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoro Roethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene polymer, styrene-butadiene rubber, fluorine rubber, and various copolymers.

상기 도전재는 통상적으로 양극 슬러리 중 고형분의 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. The conductive material is usually added at 1 to 30% by weight based on the total weight of solids in the positive electrode slurry.

이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 그라파이트; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼니스 블랙, 램프 블랙, 서멀 블랙 등의 탄소계 물질; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본 분말, 알루미늄 분말, 니켈 분말 등의 도전성 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다. The conductive material is not particularly limited as long as it has conductivity without causing a chemical change in the battery. For example, graphite; Carbon-based materials such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and thermal black; Conductive fibers such as carbon fibers and metal fibers; Conductive 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 may be used.

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 50 중량% 내지 95 중량%, 바람직하게 70 중량% 내지 90 중량%가 되도록 포함될 수 있다.The solvent may include an organic solvent such as NMP (N-methyl-2-pyrrolidone), and may be used in an amount that becomes a desirable viscosity when the positive electrode active material and optionally a binder and a conductive material are included. 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 50% to 95% by weight, preferably 70% to 90% 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 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 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. For example, copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, copper or stainless steel Surface-treated with carbon, nickel, titanium, silver, etc. on the surface, aluminum-cadmium alloy, or the like can 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.

또한, 상기 음극활물질은 리튬 함유 티타늄 복합 산화물(LTO); 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소계 물질; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), 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) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, 및 Bi2O5 등의 금속 산화물; 및 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자로 이루어진 군으로부터 선택된 단일물 또는 2종 이상의 혼합물을 포함할 수도 있다.In addition, the negative electrode active material is a lithium-containing titanium composite oxide (LTO); Carbon-based materials such as non-graphitized carbon and graphite-based carbon; Li x Fe 2 O 3 (0≤x≤1), Li x WO 2 (0≤x≤1), Sn x Me 1-x Me' y O z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me' : Al, B, P, Si, group 1, group 2, group 3 elements of the periodic table, halogen; metal composite oxides such as 0<x≤1;1≤y≤3;1≤z≤8); Lithium metal; Lithium alloys; Silicon-based alloys; Tin-based alloys; SnO, SnO 2 , 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 , And metal oxides such as Bi 2 O 5 ; And a single material or a mixture of two or more selected from the group consisting of conductive polymers such as polyacetylene.

상기 음극 활물질은 음극 슬러리 중 고형분의 전체 중량을 기준으로 80 중량% 내지 99중량%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 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 폴리머, 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 in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of solids in the negative electrode slurry. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose (CMC), starch, hydroxypropyl cellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoro Roethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene polymer, 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, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서멀 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본 분말, 알루미늄 분말, 니켈 분말 등의 도전성 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 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 in an amount of 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 has conductivity without causing a chemical change in the battery. For example, graphite such as natural graphite or artificial graphite; Carbon blacks such as acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and thermal black; Conductive fibers such as carbon fibers and metal fibers; Conductive 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 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 95 중량%, 바람직하게 70 중량% 내지 90 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 95% by weight, preferably 70% to 90% by weight.

(3) 세퍼레이터(3) separator

또한, 상기 세퍼레이터는 양 전극의 내부 단락을 차단하고 비수전해액을 함침하는 역할을 하는 것으로, 고분자 수지, 충진제 및 용매를 혼합하여 세퍼레이터 조성물을 제조한 다음, 상기 세퍼레이터 조성물을 전극 상부에 직접 코팅 및 건조하여 세퍼레이터 필름을 형성하거나, 상기 세퍼레이터 조성물을 지지체 상에 캐스팅 및 건조된 후, 상기 지지체로부터 박리된 세퍼레이터 필름을 전극 상부에 라미네이션하여 형성할 수 있다. In addition, the separator serves to block the internal short circuit of both electrodes and impregnate the non-aqueous electrolyte, prepare a separator composition by mixing a polymer resin, a filler, and a solvent, and then coat and dry the separator composition directly on the electrode top. By forming a separator film, or after casting and drying the separator composition on a support, the separator film peeled from the support may be formed by laminating on the upper electrode.

상기 세퍼레이터는 통상적으로 사용되는 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.The separator is a porous polymer film that is commonly used, such as ethylene homopolymer, propylene homopolymer, ethylene/butene copolymer, ethylene/hexene copolymer and ethylene/methacrylate copolymer. The polymer film may be used alone or by laminating them, or a conventional porous nonwoven fabric, for example, a high melting point glass fiber, a polyethylene terephthalate fiber, or the like may be used, but is not limited thereto.

이때, 상기 다공성 세퍼레이터의 기공 직경은 일반적으로 0.01 내지 50㎛이고, 기공도는 5 내지 95%일 수 있다. 또한, 상기 다공성 세퍼레이터의 두께는 일반적으로 5 내지 300㎛ 범위일 수 있다. At this time, the pore diameter of the porous separator is generally 0.01 to 50㎛, porosity may be 5 to 95%. In addition, the thickness of the porous separator may generally range from 5 to 300 μm.

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 1.Example 1.

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

에틸렌카보네이트:에틸메틸 카보네이트를 30:70 부피비로 혼합한 후, LiPF6가 0.7M 농도 및 LiFSI 가 0.3 M 농도가 되도록 용해시켜 비수성 유기용매를 제조하였다. 상기 비수성 유기용매 90.7g에 제1 첨가제로 화학식 1a로 표시되는 화합물 0.5 g, 제2 첨가제로 에틸렌 설포네이트 1.0 g, 1,3-프로판 설톤 0.5 g, SEI 형성용 첨가제로 테트라비닐실란 0.1 g, 리튬 디플루오르 포스페이트 1.0 g 및 LiBF4 0.2 g, 플루오르 벤젠 6.0 g을 첨가하여 리튬 이차전지용 비수전해액을 제조하였다.After mixing ethylene carbonate:ethyl methyl carbonate in a volume ratio of 30:70, LiPF 6 was dissolved to a concentration of 0.7 M and LiFSI to a concentration of 0.3 M to prepare a non-aqueous organic solvent. 0.5 g of a compound represented by Formula 1a as a first additive to 90.7 g of the non-aqueous organic solvent, 1.0 g of ethylene sulfonate as a second additive, 0.5 g of 1,3-propane sultone, 0.1 g of tetravinylsilane as an additive for forming SEI , Lithium difluorophosphate 1.0 g and LiBF 4 0.2 g, fluorine benzene 6.0 g was added to prepare a non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery.

(이차전지 제조)(Secondary battery manufacturing)

양극 활물질(LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2:LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 =70:30중량비)과 도전재로 카본 블랙 및 바인더로 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)를 97.5:1:1.5 중량비로 용매인 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)에 첨가하여 양극 혼합물 슬러리(고형분 함량: 50 중량%)를 제조하였다. 상기 양극 혼합물 슬러리를 12㎛ 두께의 양극 집전체인 알루미늄(Al) 박막에 도포 및 건조한 후, 롤 프레스(roll press)를 실시하여 양극을 제조하였다.Cathode active material (LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 :LiNi 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 O 2 =70:30 weight ratio) and carbon black as a conductive material and polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder in a 97.5:1:1.5 weight ratio A positive electrode mixture slurry (solid content: 50% by weight) was prepared by adding to the furnace solvent N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). The positive electrode mixture slurry was coated and dried on a thin film of aluminum (Al) as a positive electrode current collector having a thickness of 12 µm, and then roll press was performed to prepare a positive electrode.

음극 활물질 (SiO:그라파이트=5:95 중량비), 바인더인 SBR-CMC, 도전재인 카본 블랙(carbon black)을 95:3.5:1.5 중량비로 용매인 물에 첨가하여 음극 혼합물 슬러리(고형분 함량: 60 중량%)를 제조하였다. 상기 음극 혼합물 슬러리를 6㎛ 두께의 음극 집전체인 구리(Cu) 박막에 도포 및 건조한 후, 롤 프레스(roll press)를 실시하여 음극을 제조하였다.Cathode mixture slurry (solid content: 60 wt. %). The negative electrode mixture slurry was coated and dried on a copper (Cu) thin film as a negative electrode current collector having a thickness of 6 μm, and then roll press was performed to prepare a negative electrode.

상기 제조된 양극, 무기물 입자(Al2O3)가 도포된 폴리올레핀계 다공성 세퍼레이터 및 음극을 순차적으로 적층하여 전극조립체를 제조하였다.The prepared positive electrode, a polyolefin-based porous separator coated with inorganic particles (Al 2 O 3 ), and a negative electrode were sequentially stacked to prepare an electrode assembly.

이어서, 전지 케이스 내에 상기 조립된 전극조립체를 수납하고, 상기 비수전해액용 조성물을 주액하여 파우치형 리튬 이차전지를 제조하였다.Subsequently, the assembled electrode assembly was housed in a battery case, and the composition for the non-aqueous electrolyte was injected to prepare a pouch-type lithium secondary battery.

실시예 2.Example 2.

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

에틸렌카보네이트:에틸메틸 카보네이트를 30:70 부피비로 혼합한 후, LiPF6가 1.2 M 농도가 되도록 용해시켜 비수성 유기용매를 제조하였다. 상기 비수성 유기용매 99.0 g에 화학식 1a로 표시되는 화합물 1.0g을 첨가하여 리튬 이차전지용 비수전해액을 제조하였다.After mixing ethylene carbonate:ethyl methyl carbonate in a volume ratio of 30:70, LiPF 6 was dissolved to a concentration of 1.2 M to prepare a non-aqueous organic solvent. A nonaqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery was prepared by adding 1.0 g of the compound represented by Formula 1a to 99.0 g of the nonaqueous organic solvent.

(이차전지 제조) (Secondary battery manufacturing)

실시예 1에서 제조된 비수전해액 대신 상기 제조된 비수전해액을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 파우치형 리튬 이차전지를 제조하였다.A pouch type lithium secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the nonaqueous electrolyte prepared in Example 1 was used instead of the nonaqueous electrolyte prepared in Example 1.

실시예 3.Example 3.

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

에틸렌카보네이트:에틸메틸 카보네이트:디메틸카보네이트를 30:30:40 부피비로 혼합한 후, LiPF6가 1.0M 농도가 되도록 용해시켜 비수성 유기용매를 제조하였다. 상기 비수성 유기용매 95.5g에 제1 첨가제로 화학식 1a로 표시되는 화합물 0.3g, 제2 첨가제인 VC 3.0 g, 에틸렌 설포네이트 1.0 g 및 1,3-프로판 설톤 0.5 g을 첨가하여 리튬 이차전지용 비수전해액을 제조하였다.After mixing ethylene carbonate:ethyl methyl carbonate:dimethyl carbonate in a volume ratio of 30:30:40, LiPF 6 was dissolved to a concentration of 1.0M to prepare a non-aqueous organic solvent. Non-aqueous solution for lithium secondary battery by adding 0.3g of compound represented by Formula 1a as the first additive to 95.5g of the non-aqueous organic solvent, 3.0g of VC as the second additive, 1.0g of ethylene sulfonate and 0.5g of 1,3-propane sulfone. An electrolyte solution was prepared.

(이차전지 제조) (Secondary battery manufacturing)

양극 활물질로 (LiNi0.7Co0.1Mn0.2O2)와 도전재로 카본 블랙 및 바인더로 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)를 97.5:1:1.5 중량비로 용매인 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)에 첨가하여 양극 혼합물 슬러리(고형분 함량: 50 중량%)를 제조하였다. 상기 양극 혼합물 슬러리를 12㎛ 두께의 양극 집전체인 알루미늄(Al) 박막에 도포 및 건조한 후, 롤 프레스(roll press)를 실시하여 양극을 제조하였다.N-methyl-2-pyrrolidone (LiNi 0.7 Co 0.1 Mn 0.2 O 2 ) as a positive electrode active material and carbon black as a conductive material and polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder in a weight ratio of 97.5:1:1.5 NMP) to prepare a positive electrode mixture slurry (solid content: 50% by weight). The positive electrode mixture slurry was coated and dried on a thin film of aluminum (Al) as a positive electrode current collector having a thickness of 12 µm, and then roll press was performed to prepare a positive electrode.

음극 활물질 (흑연), 바인더인 SBR-CMC, 도전재인 카본 블랙(carbon black)을 95:3.5:1.5 중량비로 용매인 물에 첨가하여 음극 혼합물 슬러리(고형분 함량: 60 중량%)를 제조하였다. 상기 음극 혼합물 슬러리를 6㎛ 두께의 음극 집전체인 구리(Cu) 박막에 도포 및 건조한 후, 롤 프레스(roll press)를 실시하여 음극을 제조하였다.A negative electrode mixture slurry (solid content: 60% by weight) was prepared by adding negative electrode active material (graphite), SBR-CMC as a binder, and carbon black as a conductive material to water as a solvent in a weight ratio of 95:3.5:1.5. The negative electrode mixture slurry was coated and dried on a copper (Cu) thin film as a negative electrode current collector having a thickness of 6 μm, and then roll press was performed to prepare a negative electrode.

상기 제조된 양극, 무기물 입자(Al2O3)가 도포된 폴리올레핀계 다공성 세퍼레이터 및 음극을 순차적으로 적층하여 전극조립체를 제조하였다.The prepared positive electrode, a polyolefin-based porous separator coated with inorganic particles (Al 2 O 3 ), and a negative electrode were sequentially stacked to prepare an electrode assembly.

이어서, 전지 케이스 내에 상기 조립된 전극조립체를 수납하고, 상기 비수전해액용 조성물을 주액하여 파우치형 리튬 이차전지를 제조하였다.Subsequently, the assembled electrode assembly was housed in a battery case, and the composition for the non-aqueous electrolyte was injected to prepare a pouch-type lithium secondary battery.

비교예 1.Comparative Example 1.

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

에틸렌카보네이트:에틸메틸 카보네이트를 30:70 부피비로 혼합한 후, LiPF6가 0.7M 농도 및 LiFSI 가 0.3 M 농도가 되도록 용해시켜 비수성 유기용매를 제조하였다. 상기 비수성 유기용매 91.2g에 2 첨가제인 에틸렌 설포네이트 1.0 g, 및 1,3-프로판 설톤 0.5 g과 SEI 형성용 첨가제인 테트라비닐실란 0.1 g, 리튬 디플루오르 포스페이트 1.0 g, LiBF4 0.2 g, 및 플루오르 벤젠 6.0 g을 첨가하여 리튬 이차전지용 비수전해액을 제조하였다.After mixing ethylene carbonate:ethyl methyl carbonate in a volume ratio of 30:70, LiPF 6 was dissolved to a concentration of 0.7 M and LiFSI to a concentration of 0.3 M to prepare a non-aqueous organic solvent. 91.2 g of the non-aqueous organic solvent, 1.0 g of ethylene sulfonate as 2 additives, 0.5 g of 1,3-propane sultone, 0.1 g of tetravinylsilane as an additive for forming SEI, 1.0 g of lithium difluorate phosphate, 0.2 g of LiBF 4 , And 6.0 g of fluorine benzene was added to prepare a non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery.

(이차전지 제조)(Secondary battery manufacturing)

실시예 1에서 제조된 비수전해액 대신 상기 제조된 비수전해액을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 파우치형 리튬 이차전지를 제조하였다.A pouch type lithium secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the nonaqueous electrolyte prepared in Example 1 was used instead of the nonaqueous electrolyte prepared in Example 1.

비교예 2.Comparative Example 2.

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

에틸렌카보네이트:에틸메틸 카보네이트:디메틸카보네이트를 30:30:40 부피비로 혼합한 후, LiPF6가 1.0M 농도가 되도록 용해시켜 비수성 유기용매를 제조하였다. 상기 비수성 유기용매 95.8g에 제2 첨가제인 VC 3.0 g, 에틸렌 설포네이트 1.0 g 및 1,3-프로판 설톤 0.5 g을 첨가하여 리튬 이차전지용 비수전해액을 제조하였다.After mixing ethylene carbonate:ethyl methyl carbonate:dimethyl carbonate in a volume ratio of 30:30:40, LiPF 6 was dissolved to a concentration of 1.0M to prepare a non-aqueous organic solvent. A non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery was prepared by adding the second additives VC 3.0 g, ethylene sulfonate 1.0 g, and 1,3-propane sultone 0.5 g to 95.8 g of the non-aqueous organic solvent.

(이차전지 제조) (Secondary battery manufacturing)

실시예 3에서 제조된 비수전해액 대신 상기 제조된 비수전해액을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 3과 마찬가지의 방법으로 파우치형 리튬 이차전지를 제조하였다.A pouch-type lithium secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 3, except that the nonaqueous electrolyte prepared in Example 3 was used instead of the nonaqueous electrolyte prepared in Example 3.

실험예 Experimental Example

실험예 1. 초기 방전 용량 평가Experimental Example 1. Initial discharge capacity evaluation

상기 실시예 1과 비교예 1에서 제조된 이차전지를 각각 0.1C CC로 활성화한 후, 25℃에서 정전류-정전압(CC-CV) 충전 조건으로 4.20V까지 0.33C CC로 충전한 다음 0.05C current cut을 진행하였고, CC 조건으로 2.5V까지 0.33C로 방전하였다.After activating the secondary batteries prepared in Example 1 and Comparative Example 1 to 0.1 C CC, respectively, they were charged with 0.33 C CC up to 4.20 V at a constant current-constant voltage (CC-CV) charging condition at 25° C., and then 0.05 C current. Cut was performed, and discharged to 0.3V at 2.5V under CC conditions.

상기 충방전을 1 사이클로 하여 3 사이클 진행한 후, PNE-0506 충방전기(제조사: (주)PNE 솔루션, 5 V, 6 A)를 사용하여 초기 방전 용량을 측정하고, 그 결과를 도 1에 나타내었다.After 3 cycles of the charge/discharge as 1 cycle, the initial discharge capacity was measured using a PNE-0506 charge/discharge (manufacturer: PNE solution, 5 V, 6 A), and the results are shown in FIG. 1. Did.

도 1을 살펴보면, 본 발명의 첨가제를 포함한 비수전해액을 구비한 실시예 1의 이차전지는 비교예 1의 이차전지에 비하여 초기 용량이 높은 것을 확인할 수 있다.Referring to Figure 1, it can be seen that the secondary battery of Example 1 with the non-aqueous electrolyte containing the additive of the present invention has a higher initial capacity than the secondary battery of Comparative Example 1.

실험예 2. 고온 저장 특성 평가Experimental Example 2. High temperature storage property evaluation

상기 실시예 1과 비교예 1에서 제조된 각각의 이차전지를 0.1C CC로 활성화한 후, 디개싱(degassing)을 진행하였다. 이어서, 25℃에서 정전류-정전압(CC-CV) 충전 조건으로 4.20 V까지 0.33 C CC으로 충전한 다음 0.05 C current cut을 진행하였고, CC 조건으로 2.5 V까지 0.33 C으로 방전하였다. 상기 충방전을 1 사이클로 하여, 3 사이클 진행하였다. After activating each secondary battery prepared in Example 1 and Comparative Example 1 to 0.1C CC, degassing was performed. Subsequently, it was charged with 0.33 C CC to 4.20 V under a constant current-constant voltage (CC-CV) charging condition at 25° C., and then a 0.05 C current cut was performed and discharged to 0.33 C with 2.5 V under CC conditions. The charging and discharging was performed as 1 cycle, and 3 cycles were performed.

이어서, PNE-0506 충방전기(제조사: (주)PNE 솔루션, 5 V, 6 A)를 사용하여 초기 방전 용량을 측정하고, SOC 50%로 SOC를 조정한 다음, 2.5 C의 pulse를 10 초 인가하여, pulse 인가 전 전압과, 인가 후 전압의 차를 통하여 초기 저항을 산출하였다.Subsequently, the initial discharge capacity was measured using a PNE-0506 charge/discharger (manufacturer: PNE solution, 5 V, 6 A), the SOC was adjusted to 50% SOC, and then 2.5 C pulse was applied for 10 seconds. Then, the initial resistance was calculated through the difference between the voltage before and after the pulse application.

그 다음, SOC 100%까지 0.33 C CC 조건으로 재충전한 후, 60℃ 고온에서 4주 동안 저장하였다. 고온 저장 후 2주 및 4주 후에 0.33 C CC의 전류로 CC-CV 충방전을 진행한 후, PNE-0506 충방전기(제조사: (주)PNE 솔루션, 5 V, 6 A)를 사용하여 고온 저장 후 방전 용량을 측정하였다.Then, after recharging to 0.3% C CC condition to 100% SOC, it was stored at a high temperature of 60°C for 4 weeks. After 2 weeks and 4 weeks after high temperature storage, CC-CV charging and discharging is performed with a current of 0.33 C CC, and then high temperature storage using PNE-0506 charging and discharging (manufacturer: PNE solution, 5 V, 6 A) After the discharge capacity was measured.

상기 측정된 초기 방전 용량과 2주 및 4주에 측정된 고온 저장 후 방전 용량을 하기 식 (1)에 대입하여 방전 용량 유지율을 산출하고, 그 결과를 도 2에 나타내었다.The discharge capacity retention rate was calculated by substituting the measured initial discharge capacity and the high-temperature storage discharge capacity measured at 2 and 4 weeks into the following formula (1), and the results are shown in FIG. 2.

이때, 상기 2주 및 4주 후 방전 용량을 특정한 다음, SOC 50%에서 2.5 C로 10초간 방전 펄스(pulse)를 준 상태에서 나타나는 전압 강하를 통하여 직류 내부 저항 (Direct Current Internal Resistance; 이하 "DC-iR"이라 칭함)을 계산하고, 이를 하기 식 (2)에 대입하여 저항 증가율(%)을 계산한 다음, 이를 도 2에 나타내었다. 이때, 상기 전압 강하는 PNE-0506 충방전기(제조사: (주)PNE 솔루션, 5 V, 6 A)를 사용하여 측정하였다.At this time, after the 2 and 4 weeks, the discharge capacity is specified, and then the direct current internal resistance (hereinafter referred to as “DC”) is applied through a voltage drop occurring in a state where a discharge pulse is given for 10 seconds at SOC 50% to 2.5 C. -iR"), and substituted in the following formula (2) to calculate the resistance increase rate (%), and then it is shown in FIG. At this time, the voltage drop was measured using a PNE-0506 charge/discharger (manufacturer: PNE solution, 5 V, 6 A).

식 (1): 방전 용량 유지율(%)=(고온 저장 후 방전 용량/초기 방전 용량)×100Equation (1): Discharge capacity retention rate (%) = (discharge capacity / initial discharge capacity after high temperature storage) x 100

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

도 2를 살펴보면, 60℃ 고온에서 2주 및 4주 동안 고온 저장 후에도 실시예 1의 이차전지 및 비교예 1의 이차전지의 방전 용량 유지율은 유사한 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 2, it can be seen that the discharge capacity retention rate of the secondary battery of Example 1 and the secondary battery of Comparative Example 1 is similar even after high temperature storage at 60° C. for 2 weeks and 4 weeks.

하지만, 본 발명의 첨가제를 포함하는 비수전해액을 구비한 실시예 1의 이차전지는 비교예 1의 이차전지에 비하여 고온 저장 2주 후부터 저항 증가율이 낮은 것을 알 수 있다. However, it can be seen that the secondary battery of Example 1 with the non-aqueous electrolyte containing the additive of the present invention has a lower resistance increase rate after two weeks of high temperature storage than the secondary battery of Comparative Example 1.

즉, 본 발명의 리튬 이차전지는 비수전해액 내 포함된 첨가제에 의해 LiPF6의 열분해에 의해 형성된 산 (HF/PF5)이 제거되고, 이에 따라 양극에서의 전이금속 용출과 음극 표면의 SEI 열화를 억제할 수 있으므로, 첨가제의 환원 분해로 인한 SEI의 성분 개질을 통해 기존 전해액보다 고온에서 SEI의 열화가 보다 개선할 수 있기에, 고온 저장 시 저항 증가율이 확연히 개선된 것을 확인할 수 있다. That is, in the lithium secondary battery of the present invention, the acid (HF/PF 5 ) formed by thermal decomposition of LiPF 6 is removed by an additive contained in the non-aqueous electrolyte solution, thereby dissolving transition metal at the positive electrode and SEI deterioration at the negative electrode surface. Since it can be suppressed, the deterioration of the SEI at a higher temperature than the existing electrolyte can be improved through the modification of the components of the SEI due to the reduction decomposition of the additive, so it can be confirmed that the resistance increase rate at a high temperature is significantly improved.

실험예 3. 저항 증가율 평가Experimental Example 3. Evaluation of resistance increase rate

상기 실시예 1에서 제조된 리튬 이차전지와 비교예 1에서 제조된 이차전지를 각각 0.1C CC로 활성화한 후, 디개싱을 진행하였다. After activating the lithium secondary battery prepared in Example 1 and the secondary battery prepared in Comparative Example 1 to 0.1C CC, respectively, degassing was performed.

이어서, 25℃에서 정전류-정전압(CC-CV) 충전 조건으로 4.20V까지 0.33C CC으로 충전한 다음 0.05 C current cut을 진행하였고, CC 조건으로 2.5V까지 0.33 C으로 방전을 하였다. 상기 충방전을 1 사이클로 하여 3 사이클을 진행하였다.Subsequently, it was charged with 0.33C CC to 4.20V under constant current-constant voltage (CC-CV) charging conditions at 25°C, and then 0.05 C current cut was performed, and discharged to 0.33 C up to 2.5V under CC conditions. 3 cycles were performed with the charging and discharging as one cycle.

이어서, PNE-0506 충방전기(제조사: (주)PNE 솔루션, 5 V, 6 A)를 사용하여 초기 방전 용량을 측정하고, SOC 50%로 SOC를 조정한 다음, 2.5 C의 pulse를 10 초 인가하여, pulse 인가 전 전압과, 인가 후 전압의 차를 통하여 초기 저항을 산출하였다.Subsequently, the initial discharge capacity was measured using a PNE-0506 charge/discharger (manufacturer: PNE solution, 5 V, 6 A), the SOC was adjusted to 50% SOC, and then 2.5 C pulse was applied for 10 seconds. Then, the initial resistance was calculated through the difference between the voltage before and after the pulse application.

그 다음, 45℃에서 정전류-정전압(CC-CV) 충전 조건으로 4.20 V까지 0.33 C CC으로 충전한 다음 0.05 C current cut을 진행하였고, CC 조건으로 2.50 V까지 0.33 C으로 방전하였다. 상기 충방전을 1 사이클로 하여, 고온(45℃)에서 100 사이클의 충방전을 실시하였다. Then, it was charged with 0.33 C CC to 4.20 V under a constant current-constant voltage (CC-CV) charging condition at 45° C., followed by a 0.05 C current cut, and discharged to 0.33 C with 2.50 V under CC conditions. The charging and discharging was performed as one cycle, and charging and discharging was performed at a high temperature (45°C) for 100 cycles.

이어서, SOC 50%에서 2.5 C로 10초간 방전 펄스(pulse)를 준 상태에서 나타나는 전압 강하를 통하여 DC-iR을 계산하고, 이를 하기 식 (3)에 대입하여 저항 증가율(%)을 계산한 다음, 이를 도 3에 나타내었다. 이때, 상기 전압 강하는 PNE-0506 충방전기(제조사: (주)PNE 솔루션, 5 V, 6 A)를 사용하여 측정하였다.Subsequently, DC-iR is calculated through a voltage drop occurring in a state where a discharge pulse is applied for 10 seconds from SOC 50% to 2.5 C, and the increase rate of resistance (%) is calculated by substituting this into equation (3) below. , This is shown in FIG. 3. At this time, the voltage drop was measured using a PNE-0506 charge/discharger (manufacturer: PNE solution, 5 V, 6 A).

식 (3): 저항증가율(%)={(100 사이클 후의 저항-초기 저항)/초기 저항}×100Equation (3): resistance increase rate (%) = {(resistance after 100 cycles-initial resistance)/initial resistance} x 100

도 3을 참조하면, 본 발명의 비수전해액을 구비한 실시예 1의 이차전지는 양극/음극 표면에 안정한 피막이 형성되어 고온에서의 장기 충방전을 진행하였을 때 비교예 1의 이차전지에 비하여 저항 증가율이 확연히 저감되는 것을 알 수 있다. Referring to Figure 3, the secondary battery of Example 1 with the non-aqueous electrolyte of the present invention has a stable film formed on the positive electrode/negative electrode surface, and when it is charged and discharged for a long time at a high temperature, the resistance increase rate compared to the secondary battery of Comparative Example 1 It can be seen that this is significantly reduced.

실험예 4. SEI 막 형성 여부 평가Experimental Example 4. Evaluation of SEI film formation

상기 실시예 1과 비교예 1에서 제조된 이차전지를 각각 0.1C CC-CV로 SOC 30%까지 충전하여 0.05C cut-off로 활성화한 후, 디개싱을 진행하였다. The secondary batteries prepared in Example 1 and Comparative Example 1 were charged with 0.1C CC-CV to SOC 30%, respectively, activated with 0.05C cut-off, and then degassed.

이어서, PNE-0506 충방전기(제조사: (주)PNE 솔루션, 5 V, 6 A)를 사용하여 방전 용량을 측정하고, 이렇게 얻어진 용량-전압 곡선을 1차 미분하여 얻어진 미분 용량 곡선을 도 4에 나타내었다. Subsequently, the discharge capacity was measured using a PNE-0506 charge/discharger (manufacturer: PNE solution, 5 V, 6 A), and the resulting capacity-voltage curve was firstly differentiated to show the differential capacity curve obtained in FIG. 4. Shown.

도 4를 살펴보면, 첨가제가 포함된 본 발명의 비수전해액을 구비한 실시예 1의 리튬 이차전지는 1.8V 및 2.2V 전압 부근에서 전해액 분해가 일어나는 분해 픽(peak)이 확인되었다. 이러한 거동을 통하여 본 첨가제가 포함되었을 때에, 음극 표면에 다른 종류의 SEI 막이 추가로 형성되었음을 확인할 수 있다. Looking at Figure 4, the lithium secondary battery of Example 1 with the non-aqueous electrolyte of the present invention containing the additive was confirmed that the decomposition peak (peak) occurs in the electrolyte decomposition near the 1.8V and 2.2V voltage. Through this behavior, when the additive was included, it can be confirmed that another type of SEI film was additionally formed on the surface of the cathode.

실험예 5. 금속(Mn) 용출 평가Experimental Example 5. Evaluation of metal (Mn) dissolution

양극 활물질(LiMn2O4), 도전재로 카본 블랙 및 바인더로 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)를 90:7.5:2.5 중량 비율로 용매인 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)에 첨가하여 양극 혼합물 슬러리(고형분 함량: 50 중량%)를 제조하였다. 상기 양극 혼합물 슬러리를 두께가 20 ㎛인 양극 집전체 (Al foil)에 도포하고, 건조하고 롤 프레스를 실시하여 양극을 제조하였다.A positive electrode active material (LiMn 2 O 4 ), carbon black as a conductive material, and polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder are added to the solvent N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) in a weight ratio of 90:7.5:2.5. Thus, a positive electrode mixture slurry (solid content: 50% by weight) was prepared. The positive electrode mixture slurry was applied to a positive electrode current collector (Al foil) having a thickness of 20 μm, dried and roll-pressed to prepare a positive electrode.

이어서, 상기 양극을 실시예 2 및 비교예 1에서 제조한 비수전해액 (5 mL)에 각각 투입하고, 60℃ 조건하에서 SOC 0%로 2 주간 전극을 저장한 다음, 유도결합 플라즈마 방출분광기(ICP-OES, inductively coupled plasma optical emission spectrophotometer)를 이용하여 전해액에 용출된 금속(Mn)의 농도를 측정하였다. 이어서, ICP 분석을 이용하여 측정된 금속의 양을 하기 도 5에 나타내었다.Subsequently, the positive electrode was charged into the non-aqueous electrolyte solution (5 mL) prepared in Example 2 and Comparative Example 1, and the electrode was stored for 2 weeks at 0% SOC under 60° C., and then inductively coupled plasma emission spectroscopy (ICP- The concentration of the metal (Mn) eluted in the electrolytic solution was measured using an OES, inductively coupled plasma optical emission spectrophotometer. Subsequently, the amount of the metal measured using the ICP analysis is shown in FIG. 5 below.

도 5를 참고하면, 본 발명의 실시예 2의 비수전해액을 이용하는 경우, 첨가제로 포함된 루이스 염기를 함유하는 화합물이 고온에서 발생하는 리튬염의 음이온의 분해 산물인 루이스 산을 효과적으로 제거할 수 있기 때문에, 첨가제를 포함하지 않는 비교예 1의 비수전해액에 비하여 리튬-망간계 산화물을 포함하는 양극으로부터 금속 용출 억제 효과가 현저히 향상되어, Mn 이온이 적게 검출되는 것을 알 수 있다. Referring to Figure 5, when using the non-aqueous electrolyte solution of Example 2 of the present invention, because the compound containing the Lewis base contained as an additive can effectively remove the Lewis acid, which is a decomposition product of anions of lithium salts generated at high temperatures , It can be seen that, compared to the non-aqueous electrolyte solution of Comparative Example 1, which does not contain an additive, the metal elution suppression effect is significantly improved from a positive electrode containing a lithium-manganese oxide, and less Mn ions are detected.

실험예 6. 고온 저장 특성 평가Experimental Example 6. Evaluation of high temperature storage characteristics

상기 실시예 3과 비교예 2에서 제조된 각각의 이차전지를 0.1C CC로 활성화한 후, 디개싱을 진행하였다. 이어서, 25℃에서 정전류-정전압(CC-CV) 충전 조건으로 4.10 V까지 0.33 C CC으로 충전한 다음 0.05 C current cut을 진행하였고, CC 조건으로 2.5 V까지 0.33 C으로 방전하였다. 상기 충방전을 1 사이클로 하여, 3 사이클 진행하였다. 이어서, PNE-0506 충방전기(제조사: (주)PNE 솔루션, 5 V, 6 A)를 사용하여 초기 방전 용량을 측정하고, SOC 50%로 SOC를 조정한 다음, 2.5 C의 pulse를 10 초 인가하여, pulse 인가 전 전압과, 인가 후 전압의 차를 통하여 초기 저항을 산출하였다.After activating each secondary battery prepared in Example 3 and Comparative Example 2 to 0.1C CC, degassing was performed. Subsequently, it was charged with 0.33 C CC to 4.10 V under a constant current-constant voltage (CC-CV) charging condition at 25° C., and then a 0.05 C current cut was performed and discharged to 0.33 C with 2.5 V under CC conditions. The charging and discharging was performed as 1 cycle, and 3 cycles were performed. Subsequently, the initial discharge capacity was measured using a PNE-0506 charge/discharger (manufacturer: PNE solution, 5 V, 6 A), the SOC was adjusted to 50% SOC, and then 2.5 C pulse was applied for 10 seconds. Then, the initial resistance was calculated through the difference between the voltage before and after the pulse application.

그 다음, SOC 100%까지 0.33 C CC 조건으로 재충전한 후, 45℃ 고온에서 20주 동안 저장하였다. 고온 저장 후 20주 후에 0.33 C CC의 전류로 CC-CV 충방전을 진행한 후, PNE-0506 충방전기(제조사: (주)PNE 솔루션, 5 V, 6 A)를 사용하여 고온 저장 후 방전 용량을 측정하였다.Then, after recharging to 0.3% C CC condition to 100% SOC, it was stored at a high temperature of 45° C. for 20 weeks. After high temperature storage, after 20 weeks, CC-CV charging and discharging was performed with a current of 0.33 C CC, and then discharged after high temperature storage using PNE-0506 charging/discharging (manufacturer: PNE solution, 5 V, 6 A) Was measured.

상기 측정된 초기 방전 용량과 20주에 측정된 고온 저장 후 방전 용량을 상기 식 (1)에 대입하여 방전 용량 유지율을 산출하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The discharge capacity retention rate was calculated by substituting the measured initial discharge capacity and the discharge capacity after high-temperature storage measured at 20 weeks into Equation (1), and the results are shown in Table 1 below.

이때, 상기 20주 후 방전 용량을 특정한 다음, SOC 50%에서 2.5 C로 10초간 방전 펄스(pulse)를 준 상태에서 나타나는 전압 강하를 통하여 직류 내부 저항 (Direct Current Internal Resistance; 이하 "DC-iR"이라 칭함)을 계산하고, 이를 상기 식 (2)에 대입하여 저항 증가율(%)을 계산한 다음, 이를 하기 표 1에 나타내었다. 이때, 상기 전압 강하는 PNE-0506 충방전기(제조사: (주)PNE 솔루션, 5 V, 6 A)를 사용하여 측정하였다.At this time, after 20 weeks, the discharge capacity is specified, and then the direct current internal resistance (hereinafter referred to as "DC-iR") is applied through a voltage drop occurring in a state where a discharge pulse is applied for 10 seconds at SOC 50% to 2.5 C for 10 seconds. (Referred to as &quot;), and substituted in the above formula (2) to calculate the resistance increase rate (%), and then it is shown in Table 1 below. At this time, the voltage drop was measured using a PNE-0506 charge/discharger (manufacturer: PNE solution, 5 V, 6 A).

45℃ 20주 저장45 20 weeks storage 용량 유지율(%)Capacity retention rate (%) 저항 증가율 (%)Resistance increase rate (%) 실시예 3Example 3 92.692.6 - 5.03-5.03 비교예 2Comparative Example 2 92.292.2 - 0.93-0.93

상기 표 1을 살펴보면, 45℃ 고온에서 20주 동안 고온 저장 후에도 실시예 3의 이차전지가 비교예 2의 이차전지에 비하여 방전 용량 유지율과 저항 증가율이 모두 개선된 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 리튬 이차전지는 비수전해액 내 포함된 첨가제에 의해 LiPF6의 열분해에 의해 형성된 산 (HF/PF5)이 제거되고, 이에 따라 양극에서의 전이금속 용출과 음극 표면의 SEI 열화를 억제할 수 있으므로, 첨가제의 환원 분해로 인한 SEI의 성분 개질을 통해 기존 전해액보다 고온에서 SEI의 열화가 보다 개선할 수 있기에, 고온 저장 시 용량 유지율과 저항 증가율이 확연히 개선된 것을 확인할 수 있다. Looking at Table 1, it can be seen that even after high temperature storage at 45° C. for 20 weeks, the discharge capacity retention rate and the resistance increase rate of the secondary battery of Example 3 were improved compared to the secondary battery of Comparative Example 2. That is, in the lithium secondary battery of the present invention, the acid (HF/PF 5 ) formed by thermal decomposition of LiPF 6 is removed by an additive contained in the non-aqueous electrolyte solution, thereby dissolving transition metal at the positive electrode and SEI deterioration at the negative electrode surface. Since it can be suppressed, the deterioration of the SEI at a higher temperature than the existing electrolyte can be improved through the modification of the components of the SEI due to the reduction decomposition of the additive, so it can be seen that the capacity retention rate and the rate of increase in resistance during storage at a high temperature are significantly improved.

Claims (11)

하기 화학식 1로 표시되는 화합물인 비수전해액 첨가제:
[화학식 1]
Figure pat00004

상기 화학식 1에서,
R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬기다.
A non-aqueous electrolyte additive that is a compound represented by Formula 1 below:
[Formula 1]
Figure pat00004

In Chemical Formula 1,
R 1 to R 4 are each independently hydrogen or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
청구항 1에 있어서,
상기 화학식 1에서, R1 및 R4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬기고, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬기인 것인 비수전해액 첨가제.
The method according to claim 1,
In Formula 1, R 1 and R 4 are each independently substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 2 and R 3 are each independently hydrogen or substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. The non-aqueous electrolyte additive.
청구항 1에 있어서,
상기 화학식 1에서, R1 및 R4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 4의 알킬기고, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 3의 알킬기인 것인 비수전해액 첨가제.
The method according to claim 1,
In Formula 1, R 1 and R 4 are each independently substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 2 and R 3 are each independently hydrogen or substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. The non-aqueous electrolyte additive.
청구항 1에 있어서,
상기 화학식 1에서, R1 및 R4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 3의 알킬기고, R2 및 R3는 수소인 것인 비수전해액 첨가제.
The method according to claim 1,
In Formula 1, R 1 and R 4 are each independently substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and R 2 and R 3 are hydrogen.
청구항 1에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1a로 표시되는 화합물인 것인 비수전해액 첨가제:
[화학식 1a]
Figure pat00005

The method according to claim 1,
The compound represented by Chemical Formula 1 is a non-aqueous electrolyte additive that is a compound represented by Chemical Formula 1a:
[Formula 1a]
Figure pat00005

리튬염, 유기용매 및 제1 첨가제로 청구항 1의 비수전해액 첨가제를 포함하는 리튬 이차전지용 비수전해액.
A non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery comprising a lithium salt, an organic solvent, and a non-aqueous electrolyte solution additive of claim 1 as a first additive.
청구항 6에 있어서,
상기 비수전해액 첨가제의 함량은 리튬 이차전지용 비수전해액의 전체 중량을 기준으로 0.01 중량% 내지 5 중량%인 것인 리튬 이차전지용 비수전해액.
The method according to claim 6,
The content of the non-aqueous electrolyte additive is a non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery of 0.01 to 5% by weight based on the total weight of the non-aqueous electrolyte for lithium secondary batteries.
청구항 7에 있어서,
상기 비수전해액 첨가제의 함량은 리튬 이차전지용 비수전해액의 전체 중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 3 중량%인 것인 리튬 이차전지용 비수전해액.
The method according to claim 7,
The content of the non-aqueous electrolyte additive is a non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery that is 0.1 to 3% by weight based on the total weight of the non-aqueous electrolyte for the lithium secondary battery.
청구항 6에 있어서,
상기 리튬 이차전지용 비수전해액은 비닐렌 카보네이트(VC), 1,3-프로판설톤(PS) 및 에틸렌 설페이트(Esa)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 제2 첨가제로 추가로 포함하는 것인 리튬 이차전지용 비수전해액.
The method according to claim 6,
The non-aqueous electrolyte solution for the lithium secondary battery is lithium that further comprises at least one selected from the group consisting of vinylene carbonate (VC), 1,3-propanesultone (PS) and ethylene sulfate (Esa) as a second additive. Non-aqueous electrolyte for secondary batteries.
청구항 6에 있어서,
상기 리튬 이차전지용 비수전해액은 할로겐 치환 또는 비치환된 환형 카보네이트계 화합물, 니트릴계 화합물, 포스페이트계 화합물, 보레이트계 화합물, 리튬염계 화합물, 설페이트계 화합물, 설톤계 화합물, 불화벤젠계 화합물 및 실란계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상을 SEI 형성용 첨가제로 추가로 포함하는 것인 리튬 이차전지용 비수전해액.
The method according to claim 6,
The non-aqueous electrolyte solution for the lithium secondary battery is a halogen-substituted or unsubstituted cyclic carbonate-based compound, nitrile-based compound, phosphate-based compound, borate-based compound, lithium salt-based compound, sulfate-based compound, sultone-based compound, fluorinated benzene-based compound and silane-based compound Non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery that further comprises at least one selected from the group consisting of as an additive for forming SEI.
청구항 6의 리튬 이차전지용 비수전해액을 포함하는 리튬 이차전지.A lithium secondary battery comprising the non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery of claim 6.
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