KR20210028551A - new lithiumborate compounds - Google Patents

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KR20210028551A
KR20210028551A KR1020200018860A KR20200018860A KR20210028551A KR 20210028551 A KR20210028551 A KR 20210028551A KR 1020200018860 A KR1020200018860 A KR 1020200018860A KR 20200018860 A KR20200018860 A KR 20200018860A KR 20210028551 A KR20210028551 A KR 20210028551A
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secondary battery
compound
electrolyte
lithium
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KR1020200018860A
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최한영
강준
이정규
조창호
조상호
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주식회사 앤아이씨연구소
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Abstract

The present invention relates to a novel electrolyte additive for a lithium borate-based secondary battery, an electrolyte including the additive, and a lithium secondary battery including the electrolyte, characterized in that a battery has excellent capacity retention and lifespan retention. The present invention is a secondary battery electrolyte additive comprising an ionic compound represented by the following chemical formulas 1 to 9.

Description

신규한 리튬보레이트 화합물 {new lithiumborate compounds}New lithiumborate compounds}

본 발명은 리튬 이차전지용 전해액 첨가제, 상기 첨가제를 포함하는 전해액 및 상기 전해액을 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to an electrolyte solution additive for a lithium secondary battery, an electrolyte solution including the additive, and a lithium secondary battery including the electrolyte solution.

최근, 차세대 자동차용 전원 등에 적용하기 위한 중대용량 리튬 이차전지에 관한 관심이 증대되고 있다.Recently, interest in medium and large-capacity lithium secondary batteries for application to power sources for next-generation automobiles has been increasing.

이와 관련하여, 리튬을 과량으로 포함하고 있는(즉, 과리튬; Lithium-rich) 층상형 산화물을 양극 활물질로 사용할 경우, 전지의 충전 구동 전압을 향상시킬 수 있고, 카본계 물질이 아닌 실리콘계 물질을 음극 활물질로 사용할 수 있기 때문에 전지의 용량을 개선할 수 있다.In this regard, when a layered oxide containing an excessive amount of lithium (i.e., lithium-rich) is used as the positive electrode active material, the charging driving voltage of the battery can be improved, and a silicon-based material other than a carbon-based material is used. Since it can be used as an anode active material, the capacity of the battery can be improved.

한편, 일반적인 리튬 이차전지에서는 리튬염을 유기 용매에 용해시킨 것을 전해액으로 사용하는데, 과리튬 양극 활물질은 고전압 환경을 조성하는 한편 첫 충전시 산소 기체를 발생시키며, 실리콘계 음극 활물질은 반복적인 충방전에 따라 심각한 부피 팽창이 일어나 그 표면에 크랙킹(cracking)이 형성되어, 결국 상기 각 활물질이 적용된 전극의 표면에서는 공통적으로 전해액의 분해 반응이 유발된다.Meanwhile, in a general lithium secondary battery, a lithium salt dissolved in an organic solvent is used as an electrolyte.The overlithium positive electrode active material creates a high voltage environment while generating oxygen gas during the first charge, and the silicon-based negative electrode active material is repeatedly charged and discharged. Accordingly, severe volume expansion occurs, and cracking is formed on the surface thereof, resulting in a decomposition reaction of the electrolyte in common on the surface of the electrode to which each active material is applied.

그 결과, 전해액이 점차 고갈되어 전지의 전기 화학적 성능이 급격하게 열화됨은 물론이고, 각각의 전극 표면에 저항으로 작용되는 두꺼운 피막이 형성됨에 따라 전지의 전기 화학적 반응 속도가 저하되며, 전해액의 분해 결과 생성되는 산성 물질(예를 들어, HF 등)이 각 전극 피막을 녹이거나 양극 활물질을 손상시켜 전지의 전기 화학적 안정성이 보장되지 못하는 문제가 있다.As a result, the electrochemical performance of the battery is rapidly deteriorated due to the gradual depletion of the electrolyte, and the electrochemical reaction rate of the battery decreases as a thick film acting as resistance is formed on the surface of each electrode, resulting in a decomposition of the electrolyte solution. There is a problem in that the electrochemical stability of the battery is not guaranteed because an acidic substance (eg, HF, etc.) melts each electrode film or damages the positive electrode active material.

공개특허공보 10-2009-0039211Unexamined Patent Publication 10-2009-0039211

본 발명은 리튬 이차전지용 전해액에 특수한 첨가제를 첨가하여 상기 지적된 문제를 해소하고자 한다. The present invention aims to solve the above-noted problem by adding a special additive to the electrolyte for a lithium secondary battery.

구체적으로, 본 발명은 전해액 첨가제로 산화 분해되어 양극 표면에 보호막을 형성할 수 있는 물질인 산화 분해형 첨가제를 제공하고자 한다.Specifically, the present invention is to provide an oxidative decomposition additive, which is a material capable of forming a protective film on the surface of an anode by oxidative decomposition with an electrolyte additive.

본 발명의 다른 일 구현예에서는, 상기 산화 분해형 첨가제와 함께, 환원 분해되어 음극 표면에 보호막을 형성하는 물질인 환원 분해형 첨가제를 포함하는 이차전지 전해액을 제공하고자 한다.In another embodiment of the present invention, it is intended to provide a secondary battery electrolyte comprising a reduction decomposition additive, which is a material that forms a protective film on the surface of a negative electrode by reducing decomposition together with the oxidative decomposition additive.

또한, 본 발명은 상기 전해액을 포함하는 리튬 이차전지를 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a lithium secondary battery including the electrolyte.

본 발명은 하기 화학식 1~9로 표시되는 이온화합물을 포함하는 이차전지 전해액 첨가제를 제공한다.The present invention provides a secondary battery electrolyte additive comprising an ionic compound represented by the following Chemical Formulas 1 to 9.

[화학식 1] [화학식 2] [화학식 3] [Formula 1] [Formula 2] [Formula 3]

Figure pat00001
Figure pat00001

[화학식 4] [화학식 5] [화학식 6] [Formula 4] [Formula 5] [Formula 6]

Figure pat00002
Figure pat00002

[화학식 7] [화학식 8] [화학식 9][Formula 7] [Formula 8] [Formula 9]

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 화학식 1~9에서 알카리금속, 암모늄, 포스포늄, 설포늄의 1가 양이온이고, l은 1~2의 정수이고, m은 4-2l이고, n은 0~1의 정수이고, R1은 불소 또는 에테르기로 치환가능한 C1~C4의 지방족알킬 또는 페닐이고, Z는 C4~C7의 지환식알킬 또는 C=O이고, Y는 CN, NO2, COOR3이고, X는 CH2 또는 C=O이고, R2는 불소가 치환되도 좋은 C1~C4의 알킬 또는 불소가 치환되도 좋은 페닐 또는 톨릴이며, R3는 C=O, N, SO2가 고리안에 치환될수 있는 고리형 작용기 이다.In Formulas 1 to 9, a monovalent cation of alkali metal, ammonium, phosphonium, sulfonium, l is an integer of 1 to 2, m is 4-2l, n is an integer of 0 to 1, and R1 is fluorine Or C1-C4 aliphatic alkyl or phenyl which can be substituted with an ether group, Z is C4-C7 alicyclic alkyl or C=O, Y is CN, NO2, COOR3, X is CH2 or C=O, and R2 is Fluorine may be substituted for C1~C4 alkyl or fluorine may be substituted for phenyl or tolyl, and R3 is a cyclic functional group in which C=O, N, SO2 may be substituted in the ring.

본 발명은 바람직하게는 상기 이온화합물이 하기 화합물군 A 및 화합물군 B로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종이상인 것인 이차전지 전해액 첨가제를 제공한다.The present invention preferably provides a secondary battery electrolyte additive in which the ionic compound is at least one selected from the group consisting of the following compound group A and compound group B.

<화합물군 A><Compound group A>

Figure pat00004
Figure pat00004

<화합물군 B><Compound group B>

Figure pat00005
Figure pat00005

상기 이차전지 전해액 첨가제는 산화 분해형 첨가제이다.The secondary battery electrolyte additive is an oxidative decomposition additive.

본 발명은 상기 화학식 1 및 화학식 2로 표현되는 이온화합물로 이루어진 그룹 중 선택되는 1종 이상의 산화 분해형 첨가제를 포함하는 이차전지 전해액을 제공한다.The present invention provides a secondary battery electrolyte comprising at least one oxidative decomposition additive selected from the group consisting of ionic compounds represented by Chemical Formulas 1 and 2 above.

상기 이차전지 전해액은 환원 분해형 첨가제를 더 포함할 수 있다.The secondary battery electrolyte may further include a reduction decomposition additive.

본 발명은 상기 이차전지 전해액을 포함하는 이차전지를 제공한다.The present invention provides a secondary battery comprising the secondary battery electrolyte.

본 발명은 화학식 1 또는 화학식 2로 표현되는 이온화합물을 포함하는 이차전지 전해액에 관한 것으로 이차전지 전해액에 상기 첨가제를 첨가함으로써 전지의 전기화학적 성능, 반응 속도 및 안정성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 산화 분해형 첨가제에 의하여 양극 표면에 보호막이 형성되어 전지의 전기화학적 성능, 반응 속도 및 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한 본 발명의 전해액 첨가제는 이차전지의 용량유지율과 수명유지율을 충분히 향상시키는 효과가 있다.The present invention relates to a secondary battery electrolyte containing an ionic compound represented by Formula 1 or Formula 2. By adding the additive to the secondary battery electrolyte, the electrochemical performance, reaction speed, and stability of the battery may be improved. Specifically, a protective film is formed on the surface of the anode by the oxidative decomposition additive, so that the electrochemical performance, reaction speed, and stability of the battery may be improved. In addition, the electrolyte solution additive of the present invention has the effect of sufficiently improving the capacity retention rate and the life retention rate of a secondary battery.

또한, 전해액에 용제 및 전해질과 함께 포함되어 과리튬 양극 활물질 및 실리콘계 음극 활물질을 동시에 적용하는 것이 가능하고 그 결과 고전압 및 고용량의 리튬 이차전지를 구현할 수 있다. In addition, since it is included in the electrolyte solution together with a solvent and an electrolyte, it is possible to simultaneously apply a lithium secondary positive electrode active material and a silicon-based negative electrode active material, and as a result, a lithium secondary battery having a high voltage and a high capacity can be implemented.

또한, 상기 산화 분해형 첨가제에 의하여 양극 표면에 보호막이 형성되고, 환원 분해형 첨가제에 의하여 음극 표면에 보호막이 형성되고, 반응형 첨가제에 의하여 산성 물질을 제거하는 기능을 동시에 수행할 수 있다.In addition, the protective film is formed on the surface of the anode by the oxidative decomposition additive, the protective film is formed on the surface of the cathode by the reduction decomposition additive, and the function of removing acidic substances by the reactive additive may be performed at the same time.

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, this is presented as an example, and the present invention is not limited thereby, and the present invention is only defined by the scope of the claims to be described later.

리튬 이차전지는 사용하는 세퍼레이터와 전해질의 종류에 따라 리튬 이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지 및 리튬 폴리머 전지로 분류될 수 있고, 형태에 따라 원통형, 각형, 코인형, 파우치형 등으로 분류될 수 있으며, 사이즈에 따라 벌크 타입과 박막 타입으로 나눌 수 있다. 이들 전지의 구조와 제조방법은 이 분야에 널리 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략한다.Lithium secondary batteries can be classified into lithium-ion batteries, lithium-ion polymer batteries, and lithium polymer batteries according to the type of separator and electrolyte used, and can be classified into cylindrical, rectangular, coin-type, and pouch-type according to their shape. Depending on the size, it can be divided into bulk type and thin film type. The structure and manufacturing method of these batteries are widely known in this field, and thus detailed descriptions thereof will be omitted.

리튬 이차전지는 음극, 세퍼레이터 및 양극을 차례로 적층한 다음 스피럴 상으로 권취된 상태로 전지 용기에 수납하여 구성된다.A lithium secondary battery is constructed by sequentially stacking a negative electrode, a separator, and a positive electrode, and then receiving them in a battery container while being wound in a spiral shape.

상기 음극은 집전체 및 상기 집전체 위에 형성된 음극 활물질층을 포함하며, 상기 음극 활물질층은 음극 활물질을 포함한다. 상기 음극 활물질로는 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 물질로 리튬 금속, 리튬 금속의 합금, 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 물질, 또는 전이 금속 산화물이 사용된다.The negative electrode includes a current collector and a negative active material layer formed on the current collector, and the negative active material layer includes a negative active material. As the negative active material, lithium metal, an alloy of lithium metal, a material capable of doping and undoping lithium, or a transition metal oxide is used as a material capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium ions.

상기 음극 활물질 중, 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 물질로는 흑연 등 탄소 계열 물질이 널리 알려져 있다. 흑연은 리튬 대비 방전 전압이 -0.2V로 낮아, 흑연을 음극 활물질로 사용한 전지는 3.6V의 높은 방전 전압을 나타내어, 리튬 전지의 에너지 밀도면에서 이점을 제공한다. 또한 흑연을 음극 활물질로 사용한 이차전지는 뛰어난 가역성으로 리튬 이차전지의 장수명을 보장하여 가장 널리 사용되고 있다.Among the negative active materials, carbon-based materials such as graphite are widely known as materials capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium ions. Graphite has a low discharge voltage of -0.2V compared to lithium, and a battery using graphite as an anode active material exhibits a high discharge voltage of 3.6V, providing an advantage in terms of energy density of a lithium battery. In addition, secondary batteries using graphite as an anode active material are the most widely used by ensuring a long life of lithium secondary batteries with excellent reversibility.

그러나 흑연 활물질은 극판 제조시 흑연의 밀도(이론 밀도 2.2g/cc)가 낮아 극판의 단위 부피당 에너지 밀도 측면에서는 용량이 낮은 문제점이 있고, 높은 방전 전압에서는 사용되는 유기 전해액과의 부반응이 일어나기 쉬워, 전지의 스웰링 발생 및 이에 따른 용량 저하의 문제가 있다. 따라서 최근에는 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 물질로 용량이 높은 실리콘계 물질이 대체제로 각광받고 있다.However, the graphite active material has a problem of low capacity in terms of energy density per unit volume of the electrode plate due to the low density of graphite (theoretical density 2.2 g/cc) when manufacturing the electrode plate, and at high discharge voltage, side reactions with the used organic electrolyte are likely to occur. There is a problem of swelling of the battery and a decrease in capacity accordingly. Therefore, recently, silicon-based materials having a high capacity as a material capable of dope and undoping lithium are in the spotlight as a substitute.

한편, 상기 양극은 전류 집전체 및 이 전류 집전체에 형성되는 양극 활물질 층을 포함한다. 상기 양극 활물질로는 리튬의 가역적인 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물(리티에이티드 인터칼레이션 화합물)을 사용할 수 있고, 일반적으로 LiCoO2, LiMn2O4, LiNi1-xCoxO2(0 < x < 1)등과 같이 리튬 이온의 인터칼레이션이 가능한 구조를 가진 리튬과 전이 금속의 산화물이 주로 사용된다.Meanwhile, the positive electrode includes a current collector and a positive electrode active material layer formed on the current collector. As the positive electrode active material, a compound capable of reversible intercalation and deintercalation of lithium (lithiated intercalation compound) may be used, and generally LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNi 1-x Co x O 2 (0 <x <1), etc., which have a structure capable of intercalating lithium ions, are mainly used as oxides of lithium and transition metals.

최근에는, 리튬을 과량으로 포함하고 있는(즉, 과리튬; Lithium-rich) 층상형 산화물을 양극 활물질로 사용함으로써, 전지의 충전 구동 전압을 향상시키는 기술이 연구되고 있다. 이 경우, 카본계 물질이 아닌 실리콘계 물질을 음극 활물질로 사용할 수 있기 때문에 전지의 용량을 더욱 개선할 수 있다.Recently, a technology for improving the charging driving voltage of a battery by using a layered oxide containing an excessive amount of lithium (ie, lithium-rich) as a positive electrode active material has been studied. In this case, since a silicon-based material other than a carbon-based material can be used as the negative electrode active material, the capacity of the battery can be further improved.

한편, 일반적인 리튬 이차전지에서는 리튬염을 유기 용매에 용해시킨 것을 전해액으로 사용하는데, 과리튬 양극 활물질은 고전압 환경을 조성하는 한편 첫 충전시 산소 기체를 발생시키며, 실리콘계 음극 활물질은 반복적인 충방전에 따라 심각한 부피 팽창이 일어나 그 표면에 크랙킹(cracking)이 형성되어, 결국 상기 각 활물질이 적용된 전극의 표면에서는 공통적으로 전해액의 분해 반응이 유발된다.Meanwhile, in a general lithium secondary battery, a lithium salt dissolved in an organic solvent is used as an electrolyte.The overlithium positive electrode active material creates a high voltage environment while generating oxygen gas during the first charge, and the silicon-based negative electrode active material is repeatedly charged and discharged. Accordingly, severe volume expansion occurs, and cracking is formed on the surface thereof, resulting in a decomposition reaction of the electrolyte in common on the surface of the electrode to which each active material is applied.

그 결과, 전해액이 점차 고갈되어 전지의 전기 화학적 성능이 급격하게 열화됨은 물론이고, 각각의 전극 표면에 저항으로 작용되는 두꺼운 피막이 형성됨에 따라 전지의 전기 화학적 반응 속도가 저하된다. 또한 전해액의 분해 결과 생성되는 산성 물질(예를 들어, HF 등)이 각 전극 피막을 녹이거나 양극 활물질을 손상시켜 전지의 전기 화학적 안정성이 보장되지 못하는 문제가 있다.As a result, the electrochemical solution is gradually depleted and the electrochemical performance of the battery is rapidly deteriorated, and as a thick film acting as resistance is formed on the surface of each electrode, the electrochemical reaction rate of the battery is lowered. In addition, there is a problem that the electrochemical stability of the battery is not guaranteed because an acidic substance (eg, HF, etc.) generated as a result of decomposition of the electrolyte melts each electrode film or damages the positive electrode active material.

상기 문제를 해결하기 위하여 최근 기능성 첨가제를 첨가한 전해액이 개발되었다.In order to solve the above problem, an electrolyte solution to which a functional additive is added has recently been developed.

기능성 첨가제는 환원 분해형 첨가제, 산화 분해형 첨가제, 및 반응형 첨가제를 포함하며, 산화 분해형 첨가제는, 산화 분해되어 양극 표면에 보호막을 형성하는 기능을 수행하는 물질로, 양극 표면에서 전해액 분해 반응이 일어나는 것을 방지할 수 있다.Functional additives include reduction decomposition additives, oxidative decomposition additives, and reactive additives, and oxidative decomposition additives are substances that perform oxidation decomposition to form a protective film on the surface of the anode, and the electrolyte solution decomposition reaction on the anode surface You can prevent this from happening.

상기 산화 분해형 첨가제를 전해액에 첨가할 경우, 과리튬 양극 활물질을 적용하여 고전압의 리튬 이차전지를 구현하면서도, 전지 구동 중 상기 활물질들의 구조가 안정적으로 유지되도록 함으로써, 전지의 전기화학적 성능, 반응 속도 및 안정성을 향상시키는 데 기여할 수 있다.When the oxidative decomposition additive is added to the electrolyte, a high voltage lithium secondary battery is implemented by applying a lithium positive electrode active material, while the structure of the active materials is stably maintained while the battery is driven, so that the electrochemical performance and reaction speed of the battery And it can contribute to improve the stability.

<산화 분해형 첨가제><Oxidative decomposition additive>

그러나 기존 개발된 산화 분해형 첨가제는 용량유지율과 수명유지율을 충분히 만족시키지는 못하는 실정이다.However, the previously developed oxidative decomposition additives do not sufficiently satisfy the capacity retention rate and life retention rate.

이에 본 발명자들은 전해액에 첨가하여 전해액의 분해를 막고 활물질 손상을 막는 산화 분해형 첨가제를 개발하고자 노력한 바, 하기 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 이온화합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상을 산화 분해형 첨가제로 사용하는 경우 리튬 이차전지의 전기화학적 성능, 반응 속도 및 안정성을 향상시키고 또한 용량유지율과 수명유지율을 충분히 향상시킬 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors have tried to develop an oxidative decomposition additive that prevents the decomposition of the electrolyte and damages the active material by adding it to the electrolyte. When used as a type additive, it was confirmed that the electrochemical performance, reaction rate, and stability of the lithium secondary battery can be improved, and the capacity retention rate and the life retention rate can be sufficiently improved, and the present invention was completed.

[화학식 1] [화학식 2] [화학식 3] [Formula 1] [Formula 2] [Formula 3]

Figure pat00006
Figure pat00006

[화학식 4] [화학식 5] [화학식 6] [Formula 4] [Formula 5] [Formula 6]

Figure pat00007
Figure pat00007

[화학식 7] [화학식 8] [화학식 9][Formula 7] [Formula 8] [Formula 9]

Figure pat00008
Figure pat00008

상기 화학식 1~9에서 알카리금속, 암모늄, 포스포늄, 설포늄의 1가 양이온이고, l은 1~2의 정수이고, m은 4-2l이고, n은 0~1의 정수이고, R1은 불소 또는 에테르기로 치환가능한 C1~C4의 지방족알킬 또는 페닐이고, Z는 C4~C7의 지환식알킬 또는 C=O이고, Y는 CN, NO2, COOR3이고, X는 CH2 또는 C=O이고, R2는 불소가 치환되도 좋은 C1~C4의 알킬 또는 불소가 치환되도 좋은 페닐 또는 톨릴이며, R3는 C=O, N, SO2가 고리안에 치환될수 있는 고리형 작용기 이다.In Formulas 1 to 9, a monovalent cation of alkali metal, ammonium, phosphonium, sulfonium, l is an integer of 1 to 2, m is 4-2l, n is an integer of 0 to 1, and R1 is fluorine Or C1-C4 aliphatic alkyl or phenyl which can be substituted with an ether group, Z is C4-C7 alicyclic alkyl or C=O, Y is CN, NO2, COOR3, X is CH2 or C=O, and R2 is Fluorine may be substituted for C1~C4 alkyl or fluorine may be substituted for phenyl or tolyl, and R3 is a cyclic functional group in which C=O, N, SO2 may be substituted in the ring.

상기 산화 분해형 첨가제는 바람직하게는 하기 화합물군 A 및 화합물군 B로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.The oxidative decomposition additive may be preferably at least one selected from the group consisting of the following compound group A and compound group B.

<화합물군 A><Compound group A>

Figure pat00009
Figure pat00009

<화합물군 B><Compound group B>

Figure pat00010
Figure pat00010

본 발명의 산화 분해형 첨가제로 사용되는 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 이온화합물은 구입할 수도 있고 제조할 수도 있다.The ionic compound represented by Formula 1 or Formula 2 used as the oxidative decomposition additive of the present invention may be purchased or prepared.

제조하는 경우 그 제조 방법은 한정되지는 않지만 바람직하게는 하기 반응식 1~2의 방법일 수 있다.In the case of manufacturing, the manufacturing method is not limited, but may preferably be a method of the following Reaction Schemes 1 to 2.

[반응식 1] 화합물군 A의 합성 방법 예시[Scheme 1] Example of the synthesis method of compound group A

Figure pat00011
Figure pat00011

[반응식 2] 화합물군 B의 합성 방법 예시[Scheme 2] Example of the synthesis method of compound group B

Figure pat00012
Figure pat00012

<전해액><Electrolyte>

본 발명은 전해질; 용제; 하기 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 이온화합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상의 산화 분해형 첨가제; 및 환원 분해형 첨가제를 포함하는 이차전지 전해액을 제공한다.The present invention is an electrolyte; solvent; At least one oxidative decomposition additive selected from the group consisting of ionic compounds represented by the following Chemical Formulas 1 and 2; And it provides a secondary battery electrolyte comprising a reduction decomposition additive.

[화학식 1] [화학식 2] [화학식 3] [Formula 1] [Formula 2] [Formula 3]

Figure pat00013
Figure pat00013

[화학식 4] [화학식 5] [화학식 6] [Formula 4] [Formula 5] [Formula 6]

Figure pat00014
Figure pat00014

[화학식 7] [화학식 8] [화학식 9][Formula 7] [Formula 8] [Formula 9]

Figure pat00015
Figure pat00015

상기 화학식 1~9에서 알카리금속, 암모늄, 포스포늄, 설포늄의 1가 양이온이고, l은 1~2의 정수이고, m은 4-2l이고, n은 0~1의 정수이고, R1은 불소 또는 에테르기로 치환가능한 C1~C4의 지방족알킬 또는 페닐이고, Z는 C4~C7의 지환식알킬 또는 C=O이고, Y는 CN, NO2, COOR3이고, X는 CH2 또는 C=O이고, R2는 불소가 치환되도 좋은 C1~C4의 알킬 또는 불소가 치환되도 좋은 페닐 또는 톨릴이며, R3는 C=O, N, SO2가 고리안에 치환될수 있는 고리형 작용기 이다.In Formulas 1 to 9, a monovalent cation of alkali metal, ammonium, phosphonium, sulfonium, l is an integer of 1 to 2, m is 4-2l, n is an integer of 0 to 1, and R1 is fluorine Or C1-C4 aliphatic alkyl or phenyl which can be substituted with an ether group, Z is C4-C7 alicyclic alkyl or C=O, Y is CN, NO2, COOR3, X is CH2 or C=O, and R2 is Fluorine may be substituted for C1~C4 alkyl or fluorine may be substituted for phenyl or tolyl, and R3 is a cyclic functional group in which C=O, N, SO2 may be substituted in the ring.

본 발명의 전해액은 상기 산화 분해형 첨가제를 전해액 총 중량대비 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.5~5중량% 더욱 바람직하게는 1 내지 3중량% 포함할 수 있다. 산화 분해형 첨가제가 상기 함량으로 포함되는 경우 전해액의 분해를 막고 양극 활물질의 손상을 막을 수 있고 결과적으로 전지의 용량유지율과 수명유지율을 향상시킬 수 있다.The electrolyte solution of the present invention may contain 0.1 to 10% by weight, preferably 0.5 to 5% by weight, and more preferably 1 to 3% by weight, based on the total weight of the electrolyte. When the oxidative decomposition additive is included in the above content, decomposition of the electrolyte solution may be prevented and damage to the positive electrode active material may be prevented, and as a result, the capacity maintenance rate and the life maintenance rate of the battery may be improved.

본 발명은 상기 본 발명의 산화 분해형 첨가제 이외 당업계에 사용되는 통상의 산화 분해형 첨가제를 더 포함할 수 있다.The present invention may further include a conventional oxidative decomposition additive used in the art in addition to the oxidative decomposition additive of the present invention.

상기 통상의 산화 분해형 첨가제로 하기의 LiFOB, LiBOB, WCA1, WCA2, WCA3 등을 들 수 있다.Examples of the conventional oxidative decomposition additive include the following LiFOB, LiBOB, WCA1, WCA2, WCA3, and the like.

Figure pat00016
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본 발명은 환원 분해형 첨가제로 플루오로에틸렌 카보네이트(fluoroethylene carbonate, FEC) 및 비닐렌 카보네이트(vinylidene carbonate, VC), 프로판설톤(propanesultone, PS), 프로페닐설톤(propanylsultone, PRS) 중 하나, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.The present invention is one of fluoroethylene carbonate (FEC) and vinylene carbonate (VC), propanesultone (PS), propanylsultone (PRS), or these It may contain a mixture of.

상기 환원 분해형 첨가제는 전해액 총 중량대비 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.5~5중량% 더욱 바람직하게는 1 내지 3중량% 포함할 수 있다. 환원 분해형 첨가제가 상기 함량으로 포함되는 경우 전해액의 분해를 막고 음극 활물질의 손상을 막을 수 있다.The reducing decomposition additive may include 0.1 to 10% by weight, preferably 0.5 to 5% by weight and more preferably 1 to 3% by weight based on the total weight of the electrolyte. When the reduction decomposition additive is included in the above amount, decomposition of the electrolyte solution may be prevented and damage to the negative electrode active material may be prevented.

본 발명의 전해액은 반응형 첨가제를 더 포함할 수 있고 상기 반응형 첨가제는 실릴(silyl)기를 포함하는 화합물일 수 있고 구체적인 예로 트리스(트리메틸실릴)포스파이트(TMSP), 트리스(트리메틸실릴)포스페이트(TMSPA) 등을 들 수 있다. 상기 반응형 첨가제는 전해액 총 중량대비 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.5~5중량% 더욱 바람직하게는 1 내지 3중량% 포함할 수 있다.The electrolyte solution of the present invention may further include a reactive additive, and the reactive additive may be a compound containing a silyl group. Specific examples include tris (trimethylsilyl) phosphite (TMSP), tris (trimethylsilyl) phosphate ( TMSPA) and the like. The reactive additive may include 0.1 to 10% by weight, preferably 0.5 to 5% by weight and more preferably 1 to 3% by weight based on the total weight of the electrolyte.

본 발명의 전해액은 전해질로 리튬염을 포함하고, 바람직하게는 LiPF6, LiBF4, LiClO4, LiCl, LiBr, LiI, LiB10Cl10, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, LiN(SO2C2F5)2, Li(CF3SO2)2N, LiC4F9SO3, LiB(C6H5)4, Li(SO2F)2N(LiFSI) 및 (CF3SO2)2NLi 로 이루어진 군에서 선택되는 1종이상일 수 있다. The electrolyte of the present invention contains a lithium salt as an electrolyte, preferably LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiCl, LiBr, LiI, LiB 10 Cl 10 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiAlCl 4 , CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, LiN(SO 2 C 2 F 5 ) 2 , Li(CF 3 SO 2 ) 2 N, LiC 4 F 9 SO 3 , LiB(C 6 H 5 ) 4 , Li(SO 2 F) 2 N (LiFSI) and (CF 3 SO 2 ) 2 It may be one or more selected from the group consisting of NLi.

본 발명의 전해액 중 리튬염의 농도는, 0.1 내지 2 M일 수 있다.The concentration of the lithium salt in the electrolyte solution of the present invention may be 0.1 to 2 M.

본 발명의 전해액에 포함되는 용제는 카보네이트계, 에스테르계, 에테르계, 케톤계, 알코올계, 비양성자성 용매, 또는 이들의 조합인 유기 용매일 수 있다. 용제는 바람직하게는 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate, EC), 에틸 메틸 카보네이트(ethyl methyl carbonate, EMC), 디메틸 카보네이트(dimethyl catbonate, DMC), 디에틸 카보네이트(diethyl catbonate, DEC), 또는 이들의 조합일 수 있다.The solvent included in the electrolytic solution of the present invention may be a carbonate-based, ester-based, ether-based, ketone-based, alcohol-based, aprotic solvent, or a combination thereof. The solvent is preferably ethylene carbonate (EC), ethyl methyl carbonate (EMC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), or a combination thereof. have.

본 발명의 리튬 이차전지 전해액은 통상 -20℃℃의 온도범위에서 안정하며, 4.5V영역의 전압에서도 전기화학적으로 안정적인 특성을 유지할 수 있으므로 리튬 이온 전지 및 리튬 폴리머 전지 등 모든 리튬 이차전지에 적용될 수 있다.The lithium secondary battery electrolyte of the present invention is generally stable in a temperature range of -20°C and can maintain electrochemically stable characteristics even at a voltage in the 4.5V range, so it can be applied to all lithium secondary batteries such as lithium ion batteries and lithium polymer batteries. have.

<이차전지><Secondary battery>

본 발명의 다른 일 구현예에서는, 본 발명은 양극; 음극; 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 세퍼레이터; 및 전해질, 용제 및 첨가제를 포함하는 상기 양극, 음극 및 분리막에 함침되어 이온 전도성을 가지는 전해액;을 포함하고, 상기 첨가제는 상기 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 이온화합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종이상을 포함하는 산화 분해형 첨가제 및 환원 분해형 첨가제를 포함하는 것인 리튬 이차전지를 제공한다.In another embodiment of the present invention, the present invention is a positive electrode; cathode; A separator interposed between the anode and the cathode; And an electrolytic solution impregnated with the anode, cathode, and separator including an electrolyte, a solvent and an additive to have ion conductivity, wherein the additive is one selected from the group consisting of ionic compounds represented by Chemical Formulas 1 and 2 It provides a lithium secondary battery comprising an oxidative decomposition additive and a reduction decomposition additive including the above.

본 발명의 또 다른 일 구현예에서는, 상기 전해액은 실릴(silyl)기를 포함하는 반응형 첨가제를 더 포함하는 것인 리튬 이차 전지를 제공한다.In another embodiment of the present invention, the electrolyte solution provides a lithium secondary battery further comprising a reactive additive including a silyl group.

본 발명의 이차전지에 포함되는 전해액에 대한 설명은 앞선 전해액의 설명과 동일하다.The description of the electrolyte solution included in the secondary battery of the present invention is the same as that of the previous electrolyte solution.

본 발명의 리튬 이차전지는 양극으로 전류 집전체 및 상기 전류 집전체에 형성되는 양극 활물질 층을 포함하고 상기 양극 활물질층은 양극 활물질을 포함한다. The lithium secondary battery of the present invention includes a current collector as a positive electrode and a positive active material layer formed on the current collector, and the positive active material layer includes a positive active material.

본 발명은 상기 양극 활물질로 당해 기술분야에서 이용 가능한 모든 양극 활물질이 사용 가능하다. 예를 들어 양극 활물질로는 리튬 함유 전이금속 산화물, 즉, 리튬 코발트계 산화물, 리튬 망간계 산화물, 리튬 구리 산화물, 리튬 니켈계 산화물, 리튬 망간 복합 산화물, 및 리튬-니켈-망간-코발트계 산화물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 바람직하게 사용될 수 있으며, 예를 들면 LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, Li(NiaCobMnc)O2(0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, a+b+c=1), LiNi1-yCoyO2(O<y<1), LiCo1-yMnyO2(O<y<1), LiNi1-yMnyO2(O≤y<1), Li(NiaCobMnc)O4(0<a<2, 0<b<2, 0<c<2, a+b+c=2), LiMn2-zNizO4(0<z<2), LiMn2-zCozO4(0<z<2), LiCoPO4 및 LiFePO4로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.In the present invention, any positive electrode active material available in the art may be used as the positive electrode active material. For example, the positive electrode active material is a lithium-containing transition metal oxide, that is, a lithium cobalt-based oxide, a lithium manganese-based oxide, a lithium copper oxide, a lithium nickel-based oxide, a lithium manganese composite oxide, and a lithium-nickel-manganese-cobalt-based oxide. At least one selected from the group consisting of may be preferably used, for example LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , Li(Ni a Co b Mn c )O 2 (0<a<1, 0 <b<1, 0<c<1, a+b+c=1), LiNi 1-y Co y O 2 (O<y<1), LiCo 1-y Mn y O 2 (O<y<1 ), LiNi 1-y Mn y O 2 (O≤y<1), Li(Ni a Co b Mn c )O 4 (0<a<2, 0<b<2, 0<c<2, a+ b+c=2), LiMn 2-z Ni z O 4 (0<z<2), LiMn 2-z Co z O 4 (0<z<2), LiCoPO 4 and LiFePO 4 selected from the group consisting of Any one or a mixture of two or more of them may be used.

또한 일 구현에에 의하면 본 발명의 리튬 이차전지는 과리튬(Lithium-rich) 양극 활물질을 포함할 수 있고 상기 양극 활물질은 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함하는 것일 수 있다.In addition, according to one embodiment, the lithium secondary battery of the present invention may include a lithium-rich positive electrode active material, and the positive electrode active material may include a compound represented by Formula 3 below.

[화학식 3] [Formula 3]

LixNiyMnzCowO2 Li x Ni y Mn z Co w O 2

상기 화학식 3에서, 1<x≤2이고, 0<y≤1이고, 0<z≤1이고, 0<w≤1이다.In Formula 3, 1<x≤2, 0<y≤1, 0<z≤1, and 0<w≤1.

상기 양극 활물질층은 또한, 바인더 및/또는 도전재를 포함한다.The positive electrode active material layer also includes a binder and/or a conductive material.

상기 바인더는 양극 활물질 입자들을 서로 잘 부착시키고, 또한 양극 활물질을 전류 집전체에 잘 부착시키는 역할을 하며, 그 대표적인 예로는 폴리비닐알콜, 카르복시메틸셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로즈, 디아세틸셀룰로즈, 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 에틸렌옥사이드를 포함하는 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 에폭시 수지, 나일론 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The binder adheres well the positive electrode active material particles to each other, and also plays a role in attaching the positive electrode active material to the current collector well, and representative examples thereof include polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose, diacetylcellulose, and polyvinyl Chloride, carboxylated polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, polymer containing ethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyurethane, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride (PVDF), polyethylene, polypropylene , Styrene-butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber, epoxy resin, nylon, etc. may be used, but the present invention is not limited thereto.

상기 도전재는 전극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 구성되는 전지에 있어서, 화학변화를 야기하지 않고 전자 전도성 재료이면 어떠한 것도 사용가능하며, 그 예로 천연 흑연, 인조 흑연, 카본블랙, 아세틸렌블랙, 케첸블랙, 탄소섬유, 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말, 금속 섬유 등을 사용할 수 있고, 또한 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 재료를 1종 또는 1종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.The conductive material is used to impart conductivity to the electrode, and in the battery constituted, any material may be used as long as it does not cause chemical change and is an electron conductive material. Examples of such materials include natural graphite, artificial graphite, carbon black, acetylene black, and Ketjen. Metal powders such as black, carbon fiber, copper, nickel, aluminum, and silver, metal fibers, etc. may be used, and conductive materials such as polyphenylene derivatives may be used alone or in combination of one or more.

상기 리튬 이차전지는 음극으로 전류 집전체 및 상기 전류 집전체에 형성된 음극 활물질층을 포함하고 상기 음극 활물질층은 음극 활물질을 포함한다. 본 발명은 상기 음극 활물질로 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 물질로 탄소계 물질, 리튬 금속, 리튬 금속의 합금, 실리콘계 또는 전이금속 산화물을 포함한다.The lithium secondary battery includes a current collector as a negative electrode and a negative active material layer formed on the current collector, and the negative active material layer includes a negative active material. The present invention includes a carbon-based material, lithium metal, lithium metal alloy, silicon-based or transition metal oxide as a material capable of reversibly intercalating/deintercalating lithium ions as the negative electrode active material.

상기 탄소계 물질은 결정질 탄소, 비정질 탄소를 포함한다. 상기 결정질 탄소의 예로는 무정형, 판상, 린편상(flake), 구형 또는 섬유형의 천연 흑연 또는 인조 흑연과 같은 흑연을 들 수 있고, 상기 비정질 탄소의 예로는 소프트 카본(soft carbon: 저온 소성 탄소) 또는 하드 카본(hard carbon), 메조페이스 피치 탄화물, 소성된 코크스 등을 들 수 있다.The carbon-based material includes crystalline carbon and amorphous carbon. Examples of the crystalline carbon include graphite such as amorphous, plate-shaped, flake, spherical or fibrous natural graphite or artificial graphite, and examples of the amorphous carbon include soft carbon (low-temperature calcined carbon). Alternatively, hard carbon, mesophase pitch carbide, and fired coke may be used.

상기 리튬 금속의 합금으로는 리튬과 Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Si, Sb, Pb, In, Zn, Ba, Ra, Ge, Al 및 Sn으로 이루어진 군에서 선택되는 금속의 합금이 사용될 수 있다.As the lithium metal alloy, in the group consisting of lithium and Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Si, Sb, Pb, In, Zn, Ba, Ra, Ge, Al and Sn The alloy of the metal of choice can be used.

상기 실리콘계로는 흑연과 실리콘의 조합, 흑연 입자의 표면에 실리콘이 코팅된 물질, 혹은, 흑연 입자의 표면에 실리콘 및 카본이 동시에 코팅된 물질일 수 있는 것으로 SiOx, Si탄소계일 수 있다.The silicon-based material may be a combination of graphite and silicon, a material coated with silicon on the surface of the graphite particles, or a material in which silicon and carbon are simultaneously coated on the surface of the graphite particles, and may be a SiO x or Si carbon-based material.

상기 전이 금속 산화물로는 바나듐 산화물, 리튬 바나듐 산화물 등을 들 수 있다.Examples of the transition metal oxide include vanadium oxide and lithium vanadium oxide.

상기 음극 활물질층은 바인더 및/또는 도전재를 더 포함할 수 있다.The negative active material layer may further include a binder and/or a conductive material.

상기 바인더는 음극 활물질 입자들을 서로 잘 부착시키고, 또한 음극 활물질을 전류 집전체에 잘 부착시키는 역할을 하며, 그 대표적인 예로 폴리비닐알콜 (polyvinyl alcohol), 카르복시메틸셀룰로즈 (carboxylmethyl cellulose), 카복시메틸셀룰로즈(carboxylmethyl cellulose)/폴리아크릴 산 (polyacrylic acid)의 혼합물, 히드록시프로필셀룰로즈 (hydroxypropyl cellulose), 폴리비닐클로라이드 (polyvinyl chloride), 카르복실화된 폴리비닐클로라이드 (carboxylated polyvinyl chloride), 폴리비닐플루오라이드 (polyvinyl fluoride), 에틸렌 옥사이드 (ethylene oxide)를 포함하는 폴리머, 폴리비닐피롤리돈 (polyvinyl pyrrolidone), 폴리우레탄 (polyurethane), 폴리테트라플루오로에틸렌 (polytetrafluoroethylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드 (polyvinylidene fluoride), 폴리에틸렌 (polyethylene), 폴리프로필렌 (polypropylene), 스티렌-부타디엔 러버 (styrene-butadiene rubber), 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버 (acrylated styrene-butadiene rubber), 스티렌-부타디엔 러버(styrene-butadiene rubber)/카복시메틸셀룰로즈(carboxymethyl cellulose)의 혼합물, 에폭시 수지 (epoxy resin) 또는 나일론 (nylon) 중 1 이상을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The binder serves to attach the negative electrode active material particles well to each other, and also serves to attach the negative electrode active material well to the current collector, and representative examples thereof include polyvinyl alcohol, carboxylmethyl cellulose, carboxymethylcellulose ( A mixture of carboxylmethyl cellulose)/polyacrylic acid, hydroxypropyl cellulose, polyvinyl chloride, carboxylated polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride fluoride), polymer containing ethylene oxide, polyvinyl pyrrolidone, polyurethane, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene (polyethylene), polypropylene, styrene-butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber, styrene-butadiene rubber/carboxymethylcellulose One or more of a mixture of (carboxymethyl cellulose), epoxy resin, or nylon may be used, but the present invention is not limited thereto.

상기 도전재는 전극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 구성되는 전지에 있어서 화학변화를 야기하지 않고 전자 전도성 재료이면 어떠한 것도 사용가능하며, 그 예로 천연 흑연 (natural graphite), 인조 흑연 (artificial graphite), 카본 블랙 (carbon black), 아세틸렌 블랙 (acetylene black), 케첸 블랙 (ketjen black), 탄소섬유 등의 탄소계 물질; 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말 또는 금속 섬유 등의 금속계 물질; 폴리페닐렌 (polyphenylene) 유도체 등의 도전성 폴리머; 또는 이들의 혼합물을 포함하는 도전성 재료를 사용할 수 있다.The conductive material is used to impart conductivity to the electrode, and any electronically conductive material can be used without causing a chemical change in the configured battery, such as natural graphite, artificial graphite, Carbon-based materials such as carbon black, acetylene black, ketjen black, and carbon fiber; Metal-based materials such as metal powders such as copper, nickel, aluminum, and silver, or metal fibers; Conductive polymers such as polyphenylene derivatives; Alternatively, a conductive material containing a mixture thereof may be used.

상기 리튬 이차전지의 평균 충전 전압이 4.5 V 이상일 수 있다. 이는, 상기 과리튬 양극 활물질을 포함하는 양극 및 상기 실리콘계 음극 활물질을 포함하는 음극이 적용됨에 따라 발현될 수 있는 높은 범위의 전압이며, 본 발명의 전해액에 포함되는 기능성 첨가제에 의하여 안정적으로 유지될 수 있다.The average charging voltage of the lithium secondary battery may be 4.5 V or more. This is a high voltage range that can be expressed when the positive electrode including the perlithium positive electrode active material and the negative electrode including the silicon-based negative electrode active material are applied, and can be stably maintained by the functional additive included in the electrolyte solution of the present invention. have.

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 illustrate the present invention in detail. However, the embodiments according to the present invention may be modified in various other 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 completely describe the present invention to those of ordinary skill in the art.

[합성예 1] 화학식 1-1 화합물의 제조[Synthesis Example 1] Preparation of Compound 1-1

[화학식 1-1][Formula 1-1]

Figure pat00017
Figure pat00017

건조된 three-neck flask 250ml에 질소 분위기를 유지하면서, 리튬 테트라플루오르보레이트 Lithium tetrafluoroborate while maintaining nitrogen atmosphere in 250ml of dried three-neck flask

1g (10.67mmol)을 넣고, 에틸메틸카보네이드 50ml를 적가하여 교반한다. 용해된 후, 이노포믹산 (inoformic acid) 1.64g (10.67mmol)을 적가한 후, 반응온도를 40℃로 슨온한다. 질소 분위기를 유지하면서, 테트라클로로실란 1.62g(10.67mmol)을 천천히 적가한다. 40℃에서 12시간 교반 후, 반응 종결하고, 실온으로 냉각한다. 불용성 물질은 여과를 통해 제거하고 감압증류를 통해 에틸메틸카보네이트를 제거한다. 디메틸카보네이트 재결정을 통해 화학식 1-1 화합물 1.88g (수율=85%)을 수득하였다.1g (10.67mmol) was added, and 50ml of ethylmethylcarbonate was added dropwise and stirred. After dissolution, 1.64 g (10.67 mmol) of inoformic acid was added dropwise, and the reaction temperature was cooled to 40°C. While maintaining a nitrogen atmosphere, 1.62 g (10.67 mmol) of tetrachlorosilane was slowly added dropwise. After stirring at 40° C. for 12 hours, the reaction was terminated and cooled to room temperature. Insoluble substances are removed through filtration and ethylmethyl carbonate is removed through distillation under reduced pressure. 1.88g (yield = 85%) of the compound of Formula 1-1 was obtained through recrystallization of dimethyl carbonate.

[합성예 2] 화학식 1-2 화합물의 제조[Synthesis Example 2] Preparation of Compound 1-2

[화학식 1-2][Formula 1-2]

Figure pat00018
Figure pat00018

건조 준비된 two-neck 플라스크 250ml에 붕산 6.18g (99.9mmol)을 넣고, 초순수 20ml를 적가하였다. 교반진행하면서 이노포믹산 (inoformic acid) 30.5g(198mmol)과 리튬히드로옥사이드 2.4g(99.9mmol)을 넣고, 실온에서 5분간 교반한다. 반응액은 가열환류 1시간 진행하고, 실온으로 냉각한다. 생성된 고체는 여과를 통해 수득하여, 건조하였다. 디에틸카보네이트 100ㅢ에 용해하고, 불순물은 마이크로 필터를 통해 여과한다. 여과액은 감압증류를 통해 제거한 후, 디메틸카보네이트 50ml 재결정, 여과, 건조를 통해 화학식 1-2 화합물 2.8g(수율=88 %)을 수득하였다. 6.18g (99.9mmol) boric acid was added to 250ml of a dry-prepared two-neck flask, and 20ml of ultrapure water was added dropwise. While stirring, inoformic acid 30.5g (198mmol) and lithium hydrooxide 2.4g (99.9mmol) were added, and the mixture was stirred at room temperature for 5 minutes. The reaction solution was heated to reflux for 1 hour and cooled to room temperature. The resulting solid was obtained through filtration and dried. It is dissolved in 100 ㅢ of diethyl carbonate, and impurities are filtered through a micro filter. The filtrate was removed through distillation under reduced pressure, and then recrystallized in 50 ml of dimethyl carbonate, filtered, and dried to obtain 2.8 g of a compound of Formula 1-2 (yield = 88%).

[합성예 3] 화학식 1-3 화합물의 제조[Synthesis Example 3] Preparation of Compound 1-3

[화학식 1-3][Formula 1-3]

Figure pat00019
Figure pat00019

이노포믹산 (inoformic acid) (10.67mmol) 대신에 (Z)-3-(methoxycarbonyl)-2-hydroxyacrylic acid을 이용하여, 합성예 1과 동일하게 진행하여, 화학식 1-3 화합물 1.73g을 수득하였다. Using (Z)-3-(methoxycarbonyl)-2-hydroxyacrylic acid instead of inoformic acid (10.67 mmol), proceeding in the same manner as in Synthesis Example 1, to obtain 1.73 g of a compound of Formula 1-3 .

[합성예 4] 화학식 1-4 화합물의 제조[Synthesis Example 4] Preparation of Compound 1-4

[화학식 1-4][Formula 1-4]

Figure pat00020
Figure pat00020

이노포믹산 (inoformic acid) 30.5g(198mmol) 대신에, (Z)-3-(methoxycarbonyl)-2-hydroxyacrylic acid을 이용하여, 합성예 2와 동일하게 진행하여, 화학식 1-4 화합물 2.53g을 수득하였다.Instead of 30.5g (198mmol) of inoformic acid, (Z)-3-(methoxycarbonyl)-2-hydroxyacrylic acid was used, and proceeded in the same manner as in Synthesis Example 2, and 2.53g of the compound of Formula 1-4 was prepared. Obtained.

[합성예 5] 화학식 1-5 화합물의 제조[Synthesis Example 5] Preparation of Compound 1-5

[화학식 1-5][Formula 1-5]

Figure pat00021
Figure pat00021

이노포믹산 (inoformic acid) (10.67mmol) 대신에 (2,2,2-trifluoroacetylcarbamoyl)formic acid을 이용하여, 합성예 1과 동일하게 진행하여, 화학식 1-5 화합물 1.81g을 수득하였다. Using (2,2,2-trifluoroacetylcarbamoyl)formic acid instead of inoformic acid (10.67 mmol), proceeding in the same manner as in Synthesis Example 1, 1.81 g of the compound of Formula 1-5 was obtained.

[합성예 6] 화학식 1-6 화합물의 제조[Synthesis Example 6] Preparation of Compound 1-6

[화학식 1-6][Formula 1-6]

Figure pat00022
Figure pat00022

이노포믹산 (inoformic acid) 30.5g(198mmol) 대신에, (2,2,2-trifluoroacetylcarbamoyl)formic acid을 이용하여, 합성예 2와 동일하게 진행하여, 화학식 1-6 화합물 2.77g을 수득하였다.Instead of 30.5g (198mmol) of inoformic acid, (2,2,2-trifluoroacetylcarbamoyl)formic acid was used and proceeded in the same manner as in Synthesis Example 2 to obtain 2.77g of Compound 1-6.

[합성예 7] 화학식 1-7 화합물의 제조[Synthesis Example 7] Preparation of Compound 1-7

[화학식 1-7][Formula 1-7]

Figure pat00023
Figure pat00023

이노포믹산 (inoformic acid) (10.67mmol) 대신에 N1,N2-bis(2,2,2-trifluoroacetyl)oxalamide을 이용하여, 합성예 1과 동일하게 진행하여, 화학식 1-7 화합물 1.90g을 수득하였다. Using N1,N2-bis(2,2,2-trifluoroacetyl)oxalamide instead of inoformic acid (10.67 mmol), proceeding in the same manner as in Synthesis Example 1, to obtain 1.90 g of compound 1-7 I did.

[합성예 8] 화학식 1-8 화합물의 제조[Synthesis Example 8] Preparation of Compound 1-8

[화학식 1-8][Formula 1-8]

Figure pat00024
Figure pat00024

이노포믹산 (inoformic acid) 30.5g(198mmol) 대신에, N1,N2-bis(2,2,2-trifluoroacetyl)oxalamide을 이용하여, 합성예 2와 동일하게 진행하여, 화학식 1-8 화합물 2.84g을 수득하였다.In place of 30.5g (198mmol) of inoformic acid, N1,N2-bis(2,2,2-trifluoroacetyl)oxalamide was used and proceeded in the same manner as in Synthesis Example 2, and 2.84g of Compound 1-8 Was obtained.

[합성예 9] 화학식 1-9 화합물의 제조[Synthesis Example 9] Preparation of Compound 1-9

[화학식 1-9][Formula 1-9]

Figure pat00025
Figure pat00025

이노포믹산 (inoformic acid) (10.67mmol) 대신에 5-oxopyrrolidine-2-carboxylic acid을 이용하여, 합성예 1과 동일하게 진행하여, 화학식 1-9 화합물 1.76g을 수득하였다. Using 5-oxopyrrolidine-2-carboxylic acid instead of inoformic acid (10.67 mmol), proceeding in the same manner as in Synthesis Example 1, to obtain 1.76 g of the compound of Formula 1-9.

[합성예 10] 화학식 1-10 화합물의 제조[Synthesis Example 10] Preparation of Compound 1-10

[화학식 1-10][Formula 1-10]

Figure pat00026
Figure pat00026

이노포믹산 (inoformic acid) 30.5g(198mmol) 대신에, 5-oxopyrrolidine-2-carboxylic acid을 이용하여, 합성예 2와 동일하게 진행하여, 화학식 1-10 화합물 2.55g을 수득하였다.Instead of 30.5 g (198 mmol) of inoformic acid, 5-oxopyrrolidine-2-carboxylic acid was used, and the same procedure as in Synthesis Example 2 was carried out to obtain 2.55 g of a compound of Formula 1-10.

[합성예 11] 화학식 1-11 화합물의 제조[Synthesis Example 11] Preparation of Compound 1-11

[화학식 1-11][Formula 1-11]

Figure pat00027
Figure pat00027

이노포믹산 (inoformic acid) (10.67mmol) 대신에 1H-tetrazole-5-carboxylic acid을 이용하여, 합성예 1과 동일하게 진행하여, 화학식 1-11 화합물 1.55g을 수득하였다. Using 1H-tetrazole-5-carboxylic acid instead of inoformic acid (10.67 mmol), proceeding in the same manner as in Synthesis Example 1, to obtain 1.55 g of a compound of Formula 1-11.

[합성예 12] 화학식 1-12 화합물의 제조[Synthesis Example 12] Preparation of Compound 1-12

[화학식 1-12][Formula 1-12]

Figure pat00028
Figure pat00028

이노포믹산 (inoformic acid) 30.5g(198mmol) 대신에, 1H-tetrazole-5-carboxylic acid을 이용하여, 합성예 2와 동일하게 진행하여, 화학식 1-12 화합물 2.32g을 수득하였다.Instead of 30.5 g (198 mmol) of inoformic acid, 1H-tetrazole-5-carboxylic acid was used, and the same procedure as in Synthesis Example 2 was carried out to obtain 2.32 g of a compound of Formula 1-12.

[합성예 13] 화학식 1-13 화합물의 제조[Synthesis Example 13] Preparation of Compound 1-13

[화학식 1-13][Formula 1-13]

Figure pat00029
Figure pat00029

이노포믹산 (inoformic acid) (10.67mmol) 대신에 2-inoacetic acid을 이용하여, 합성예 1과 동일하게 진행하여, 화학식 1-13 화합물 1.88g을 수득하였다. Using 2-inoacetic acid instead of inoformic acid (10.67 mmol), proceeding in the same manner as in Synthesis Example 1, to obtain 1.88 g of the compound of Formula 1-13.

[합성예 14] 화학식 1-14 화합물의 제조[Synthesis Example 14] Preparation of Compound 1-14

[화학식 1-14][Formula 1-14]

Figure pat00030
Figure pat00030

이노포믹산 (inoformic acid) 30.5g(198mmol) 대신에, 2-inoacetic acid을 이용하여, 합성예 2와 동일하게 진행하여, 화학식 1-14 화합물 2.89g을 수득하였다.Instead of 30.5 g (198 mmol) of inoformic acid, 2-inoacetic acid was used, and the same procedure as in Synthesis Example 2 was performed to obtain 2.89 g of a compound of Formula 1-14.

[합성예 15] 화학식 1-15 화합물의 제조[Synthesis Example 15] Preparation of Compound 1-15

[화학식 1-15][Formula 1-15]

Figure pat00031
Figure pat00031

이노포믹산 (inoformic acid) (10.67mmol) 대신에 2-oxomalonic acid을 이용하여, 합성예 1과 동일하게 진행하여, 화학식 1-15 화합물 1.88g을 수득하였다. Using 2-oxomalonic acid instead of inoformic acid (10.67 mmol), and proceeding in the same manner as in Synthesis Example 1, 1.88 g of the compound of Formula 1-15 was obtained.

[합성예 16] 화학식 1-16 화합물의 제조[Synthesis Example 16] Preparation of Compound 1-16

[화학식 1-16][Formula 1-16]

Figure pat00032
Figure pat00032

이노포믹산 (inoformic acid) 30.5g(198mmol) 대신에, 2-oxomalonic acid을 이용하여, 합성예 2와 동일하게 진행하여, 화학식 1-16 화합물 2.89g을 수득하였다.Instead of 30.5 g (198 mmol) of inoformic acid, 2-oxomalonic acid was used, and the same procedure as in Synthesis Example 2 was carried out to obtain 2.89 g of a compound of Formula 1-16.

[제조예 1~16] 전해액의 제조[Production Examples 1 to 16] Preparation of electrolyte

에틸렌카보네이트(EC), 에틸메틸카보네이트(EMC), 디에틸카보네이트(DEC)가 2:5:5(v/v/v)로 혼합된 비수 유기용매에 1M의 LiPF6과 FEC(플루오로에틸렌카보네이트) 1중량%를 을 첨가하고, 합성예 1~4의 첨가제 2중량%를 각각 첨가하여 이차전지용 전해액을 제조하였다. [비교제조예 1~3] 전해액의 제조1M LiPF6 and FEC (fluoroethylene carbonate) in a non-aqueous organic solvent in which ethylene carbonate (EC), ethyl methyl carbonate (EMC), and diethyl carbonate (DEC) are mixed in 2:5:5 (v/v/v) 1% by weight was added, and 2% by weight of the additives of Synthesis Examples 1 to 4 were added, respectively, to prepare an electrolyte solution for a secondary battery. [Comparative Preparation Examples 1 to 3] Preparation of electrolytic solution

상기 제조예 1~16와 동일하게 제조하되, 첨가제를 첨가하지 않거나(비교제조예 1), 합성예 대신에 LiBOB를 첨가(비교제조예 2)하거나, WCA-2를 첨가(비교제조예 3)하여 전해액을 제조하였다.Prepared in the same manner as in Preparation Examples 1 to 16, but no additives were added (Comparative Preparation Example 1), LiBOB was added instead of Synthesis Example (Comparative Preparation Example 2), or WCA-2 was added (Comparative Preparation Example 3). Thus, an electrolyte solution was prepared.

[실시예 1~16 및 비교예 1~3] 이차전지의 제조[Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 3] Preparation of secondary battery

양극 활물질로서 LiCoO2 94중량%, 바인더로서 PVDF(폴리비닐리덴 플루오라이드) 3중량%, 도전재로서 카본블랙 3%를 포함하는 양극 활물질층 형성용 조성물을 사용하여 양극을 제조하였다. 또한 음극 활물질로서 흑연 96중량%, 바인더로서 PVDF 3중량%, 도전재로서 카본블랙 1중량%를 포함하는 음극 활물질층 형성용 조성물을 포함하여 음극을 제조하였다.A positive electrode was prepared using a composition for forming a positive electrode active material layer containing 94% by weight of LiCoO2 as a positive electrode active material, 3% by weight of PVDF (polyvinylidene fluoride) as a binder, and 3% of carbon black as a conductive material. In addition, a negative electrode was prepared by including a composition for forming a negative active material layer comprising 96% by weight of graphite as a negative active material, 3% by weight of PVDF as a binder, and 1% by weight of carbon black as a conductive material.

상기에서 제조된 양극 위에 분리막을 놓고 다시 여기에 음극을 올려놓은 후, 상기 제조예 1~16 및 비교제조예 1~3에서 제조한 전해액을 각각 주입하고, 진공포장하여 리튬 이차전지를 제조하였다.After placing the separator on the positive electrode prepared above and placing the negative electrode thereon again, the electrolyte solutions prepared in Preparation Examples 1 to 16 and Comparative Preparation Examples 1 to 3 were respectively injected and vacuum-packed to prepare a lithium secondary battery.

[실험예] 이차전지 특성[Experimental Example] Characteristics of secondary battery

상기 실시예 1~16및 비교예 1~3에서 제조한 이차전지의 전지특성을 다음과 같이 평가하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The battery characteristics of the secondary batteries prepared in Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 3 were evaluated as follows, and the results are shown in Table 1 below.

(1) DC-IR (direct current-internal resistance)(1) DC-IR (direct current-internal resistance)

실시예 1 내지 16 및 비교예 1 내지 3에 따라 제작된 각각의 리튬 이차전지를 각각 50% 충전 상태에서 0.1C의 정전류로 방전하고 각각 10초간 1C의 정전류 방전하였다Each lithium secondary battery manufactured according to Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 3 was discharged at a constant current of 0.1 C in a 50% charge state, and discharged at a constant current of 1 C for 10 seconds, respectively.

초기 직류 저항 (DC-IR)은 1C와 5C의 10s 방전 데이터로부터 식 Δ=ΔΔ?I에 의해 계산하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.(2) 용량 유지율(%) The initial direct current resistance (DC-IR) was calculated by the formula Δ=ΔΔ?I from 10s discharge data of 1C and 5C, and the results are shown in Table 1 below. (2) Capacity retention (%)

제조된 전지를 상온(25℃에서 4.5V까지 1C 충전, 2.75V 1C 방전 후, 4.2V까지 0.5C 충전하여 고온(45℃)에서1주 방치 후 4.2V까지 1C 충전, 2.75V 1C 방전 2사이클 진행하여 2사이클째의 방전시킨 용량을 측정하여 비교하였다.The manufactured battery is charged at room temperature (25℃ to 4.5V 1C, 2.75V 1C discharged, 0.5C charged to 4.2V) and left at high temperature (45℃) for 1 week, then charged to 4.2V for 1C, 2.75V 1C discharged 2 cycles Then, the discharged capacity at the second cycle was measured and compared.

(3) 상온 수명 유지율(%)(3) Room temperature lifetime maintenance rate (%)

제조된 전지를, 상온(25℃에서, 4.5V까지 1C 충전 후, 2.75V까지 2C 방전하여 초기용량을 측정하고, 이를 500회 반복 한 후의 용량을 측정하고, 식 : 수명유지율=(500회반복 후 용량/초기용량)*100 으로부터 상온수명유지율을 계산하여 하기 표 1에 나타내었다.The manufactured battery was charged at room temperature (25℃, 1C to 4.5V, then discharged to 2.75V for 2C to measure the initial capacity, and the capacity after repeating it 500 times was measured, formula: life retention rate = (repeated 500 times) After capacity / initial capacity) * 100 to calculate the room temperature lifetime maintenance rate is shown in Table 1 below.

(4) 고온 수명 유지율(%)(4) High temperature life retention rate (%)

제조된 전지를, 고온(45℃에서, 4.5V까지 1C 충전 후, 2.75V까지 2C 방전하여 초기용량을 측정하고, 이를 500회 반복 한 후의 용량을 측정하고, 식 : 수명유지율=(500회반복 후 용량/초기용량)*100 으로부터 고온수명유지율을 계산하여 하기 표 1에 나타내었다.The manufactured battery was charged at high temperature (45℃, 1C to 4.5V, then discharged to 2.75V for 2C to measure the initial capacity, and the capacity after repeating it 500 times was measured, formula: life retention rate = (repeated 500 times) After capacity/initial capacity)*100, the high-temperature lifespan maintenance rate was calculated and shown in Table 1 below.

(1)초기직류저항 (DC-IR) (mΩ)(1) Initial DC resistance (DC-IR) (mΩ) (2)용량유지율(%)(2) Capacity retention rate (%) (3)상온수명유지율(%)(3) Room temperature lifetime maintenance rate (%) (4)고온수명유지율(%)(4) High temperature lifetime maintenance rate (%) 실시예 1Example 1 93.193.1 85.385.3 92.592.5 91.591.5 실시예 2Example 2 89.389.3 87.687.6 95.495.4 93.893.8 실시예 3Example 3 95.395.3 86.786.7 91.791.7 90.590.5 실시예 4Example 4 91.791.7 83.983.9 93.293.2 91.791.7 실시예 5Example 5 92.292.2 84.584.5 93.793.7 92.892.8 실시예 6Example 6 90.790.7 88.888.8 94.994.9 92.792.7 실시예 7Example 7 95.895.8 84.884.8 93.193.1 91.391.3 실시예 8Example 8 92.292.2 85.785.7 93.393.3 93.293.2 실시예 9Example 9 97.797.7 86.586.5 93.293.2 92.392.3 실시예 10Example 10 97.997.9 88.288.2 94.494.4 92.292.2 실시예 11Example 11 98.398.3 84.684.6 92.792.7 91.391.3 실시예 12Example 12 93.393.3 86.986.9 93.493.4 93.593.5 실시예 13Example 13 96.796.7 86.586.5 92.292.2 93.193.1 실시예 14Example 14 95.295.2 85.185.1 94.894.8 91.991.9 실시예 15Example 15 99.599.5 87.487.4 93.593.5 91.891.8 실시예 16Example 16 96.596.5 84.384.3 93.393.3 93.493.4 비교예 1Comparative Example 1 110.2110.2 52.252.2 67.167.1 61.761.7 비교예 2Comparative Example 2 108.2108.2 81.681.6 92.492.4 90.590.5 비교예 3Comparative Example 3 112.3112.3 82.382.3 91.291.2 89.389.3

본 발명의 산화 분해형 첨가제를 포함하는 전해액을 사용하여 제조된 리튬 이차전지의 DC-IR전 후 값이 첨가제를 넣지 않거나(비교예 1), LiBOB를 첨가(비교예 2)하거나, WCA-2를 첨가(비교예 3)한 경우에 비해 DC-IR에서 우수한 결과를 보였다.The value before and after DC-IR of a lithium secondary battery prepared using the electrolyte containing the oxidative decomposition type additive of the present invention does not contain an additive (Comparative Example 1), LiBOB is added (Comparative Example 2), or WCA-2 Compared to the case of adding (Comparative Example 3), excellent results were shown in DC-IR.

본 발명의 산화 분해형 첨가제를 포함하는 전해액을 사용하여 제조된 리튬 이차전지가 첨가제를 넣지 않거나(비교예 1), LiBOB를 첨가(비교예 2)하거나, WCA-2를 첨가(비교예 3)한 경우에 비해 용량유지율 및 수명유지율이 우수한 것을 알 수 있다.A lithium secondary battery manufactured using the electrolyte containing the oxidative decomposition additive of the present invention does not contain an additive (Comparative Example 1), LiBOB is added (Comparative Example 2), or WCA-2 is added (Comparative Example 3) It can be seen that the capacity retention rate and life retention rate are superior compared to one case.

Claims (4)

하기 화학식 1~9로 표시되는 이온화합물을 포함하는 이차전지 전해액 첨가제.
[화학식 1] [화학식 2] [화학식 3]
Figure pat00033

[화학식 4] [화학식 5] [화학식 6]
Figure pat00034

[화학식 7] [화학식 8] [화학식 9]
Figure pat00035

상기 화학식 1~9에서 알카리금속, 암모늄, 포스포늄, 설포늄의 1가 양이온이고, l은 1~2의 정수이고, m은 4-2l이고, n은 0~1의 정수이고, R1은 불소 또는 에테르기로 치환가능한 C1~C4의 지방족알킬 또는 페닐이고, Z는 C4~C7의 지환식알킬 또는 C=O이고, Y는 CN, NO2, COOR3이고, X는 CH2 또는 C=O이고, R2는 불소가 치환되도 좋은 C1~C4의 알킬 또는 불소가 치환되도 좋은 페닐 또는 톨릴이며, R3는 C=O, N, SO2가 고리안에 치환될수 있는 고리형 작용기 이다.
A secondary battery electrolyte additive containing an ionic compound represented by the following Chemical Formulas 1 to 9.
[Formula 1] [Formula 2] [Formula 3]
Figure pat00033

[Formula 4] [Formula 5] [Formula 6]
Figure pat00034

[Formula 7] [Formula 8] [Formula 9]
Figure pat00035

In Formulas 1 to 9, a monovalent cation of alkali metal, ammonium, phosphonium, sulfonium, l is an integer of 1 to 2, m is 4-2l, n is an integer of 0 to 1, R1 is fluorine Or C1-C4 aliphatic alkyl or phenyl which can be substituted with an ether group, Z is C4-C7 alicyclic alkyl or C=O, Y is CN, NO2, COOR3, X is CH2 or C=O, R2 is Fluorine may be substituted for C1~C4 alkyl or fluorine may be substituted for phenyl or tolyl, and R3 is a cyclic functional group in which C=O, N, SO2 may be substituted in the ring.
상기 청구항 1의 화학식 1~9의 이온화합물이 하기 화합물군 A~B중에서 선택되어지는 이전전지 전해액 첨가제.
<화합물군 A>
Figure pat00036

<화합물군 B>
Figure pat00037
An electrolytic solution additive for a previous battery wherein the ionic compounds of Formulas 1 to 9 of claim 1 are selected from the following compound groups A to B.
<Compound group A>
Figure pat00036

<Compound group B>
Figure pat00037
상기 청구항 1의 화학식 1~9의 이온화합물을 포함하는 이차전지 전해액 조성물.
A secondary battery electrolyte composition comprising the ionic compound of Formulas 1 to 9 of claim 1.
상기 청구항 1의 화학식 1~9의 이온화합물을 포함하는 이차전지 전해액 조성물을 함유하는 이차전지.

A secondary battery containing a secondary battery electrolyte composition comprising the ionic compound of Formulas 1 to 9 of claim 1.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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