KR20210126569A - Composition for electrolyte, non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery - Google Patents
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Abstract
하기 일반식 (1) 등으로 나타내는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 화합물과, 용매 및 분산매에서 선택되는 적어도 1 종을 함유하는 전해질용 조성물.
(식 중, R1 은, 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기이고, R2 ∼ R5 는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기 등이고, R6 은, 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기 등이고, n = 1 ∼ 4 의 정수이다)A composition for an electrolyte comprising at least one compound selected from the group consisting of compounds represented by the following general formula (1) and the like, and at least one compound selected from a solvent and a dispersion medium.
(Wherein, R 1 is a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, R 2 to R 5 are each independently a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, etc., and R 6 is a carbon atom It is a hydrocarbon group of the number 1-8, etc., and n = an integer of 1-4)
Description
본 발명은, 전해질용 조성물, 비수 전해질 및 비수 전해질 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for an electrolyte, a nonaqueous electrolyte, and a nonaqueous electrolyte secondary battery.
리튬 이온 이차 전지 등의 비수 전해질 이차 전지는, 소형이고 경량, 또한 에너지 밀도가 높고, 또한 반복하여 충방전이 가능하여, 휴대용 PC, 핸디 비디오 카메라, 정보 단말 등의 휴대 전자 기기의 전원으로서 널리 사용되고 있다. 또, 환경 문제의 관점에서, 비수 전해질 이차 전지를 사용한 전기 자동차나, 동력의 일부에 전력을 이용한 하이브리드차의 실용화가 실시되고 있다. 그 때문에, 최근에는, 이차 전지의 추가적인 성능 향상이 요구되고 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION Non-aqueous electrolyte secondary batteries such as lithium ion secondary batteries are small, lightweight, have high energy density, and can be repeatedly charged and discharged, and are widely used as power sources for portable electronic devices such as portable personal computers, handy video cameras, and information terminals. have. Moreover, from a viewpoint of an environmental problem, the practical application of the electric vehicle using a nonaqueous electrolyte secondary battery and the hybrid vehicle which used electric power as a part of power is implemented. Therefore, in recent years, the further performance improvement of a secondary battery is calculated|required.
비수 전해질 이차 전지는, 정극, 부극, 세퍼레이터, 비수 전해질 등의 부재로 구성된다. 정극 및 부극은, 통상적으로 집전체와, 집전체 상에 형성된 전극 합제층을 구비하고 있다. 전극 합제층은, 예를 들어, 리튬 이온을 흡장·방출할 수 있는 전극 활물질과, 바인더 등을 분산매에 분산시켜 이루어지는 슬러리 조성물을 집전체 상에 도포하고, 건조시킴으로써 형성된다.A nonaqueous electrolyte secondary battery is comprised by members, such as a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a nonaqueous electrolyte. A positive electrode and a negative electrode are normally equipped with the electrical power collector and the electrode mixture layer formed on the electrical power collector. The electrode mixture layer is formed by, for example, applying, on a current collector, a slurry composition obtained by dispersing an electrode active material capable of occluding and releasing lithium ions, a binder, and the like in a dispersion medium, and drying.
이차 전지의 성능을 향상시키는 방법으로서, 비수 전해질에 첨가제를 사용하는 방법이 제안되어 있다. 예를 들어, 비닐렌카보네이트 (예를 들어, 특허문헌 1 을 참조), 메틸페닐카보네이트 (예를 들어, 특허문헌 2 를 참조), (테트라플루오로벤조-1,2-디옥실)-펜타플루오로페닐-보란 (예를 들어, 특허문헌 3 을 참조), 피루브산메틸 (예를 들어, 특허문헌 4 를 참조), 말론산디메틸 (예를 들어, 특허문헌 5 를 참조), N,N-디메틸술폰아미드 (예를 들어, 특허문헌 6 을 참조), 비닐술폰아미드 (예를 들어, 특허문헌 7 을 참조), 옥살산펜타플루오로페닐메틸 (예를 들어, 특허문헌 8 을 참조), 페닐실란 (예를 들어, 특허문헌 9 를 참조) 등을 비수 전해질에 첨가함으로써, 사이클 특성이나 충방전 용량, 고온하에서의 보존 특성 등의 전지 성능을 향상시킬 수 있다고 되어 있다.As a method of improving the performance of a secondary battery, a method of using an additive in a non-aqueous electrolyte has been proposed. For example, vinylene carbonate (for example, refer patent document 1), methylphenyl carbonate (for example, refer patent document 2), (tetrafluorobenzo-1,2-dioxyl)-pentafluoro Phenyl-borane (see, for example, Patent Document 3), methyl pyruvate (see, for example, Patent Document 4), dimethyl malonate (see, for example, Patent Document 5), N,N-dimethylsulfone Amide (see, for example, Patent Document 6), vinylsulfonamide (see, for example, Patent Document 7), pentafluorophenylmethyl oxalate (see, for example, Patent Document 8), phenylsilane (eg, refer to Patent Document 8) For example, refer to patent document 9), etc., are said to be able to improve battery performance, such as cycling characteristics, charging/discharging capacity, and storage characteristics under high temperature, to a nonaqueous electrolyte.
그러나, 전지 성능의 향상을 위해 많은 전해질 첨가제가 개발되고 있지만, 사이클 특성 (충방전을 반복한 후의 전지 용량의 유지 성능) 은 충분한 것이 아니고, 또한 사이클 특성의 향상뿐만 아니라, 단시간에 충방전해도 용량 저하가 적은, 우수한 레이트 특성도 아울러 요구되고 있어, 사이클 특성 및 레이트 특성을 동시에 향상시킬 필요가 있었다.However, although many electrolyte additives have been developed to improve battery performance, cycle characteristics (capacity retention of battery capacity after repeated charging and discharging) are not sufficient, and not only improvement of cycle characteristics but also capacity for charging and discharging in a short time The excellent rate characteristic with little fall was also calculated|required together, and it was necessary to improve cycling characteristics and a rate characteristic at the same time.
따라서, 본 발명은, 비수 전해질 이차 전지의 사이클 특성 및 레이트 특성을 향상시킬 수 있는 전해질용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a composition for an electrolyte capable of improving cycle characteristics and rate characteristics of a nonaqueous electrolyte secondary battery.
즉, 본 발명은, 하기 일반식 (1) ∼ (4) 로 나타내는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 화합물과, 용매 및 분산매에서 선택되는 적어도 1 종을 함유하는 전해질용 조성물이다.That is, the present invention is a composition for an electrolyte comprising at least one compound selected from the group consisting of compounds represented by the following general formulas (1) to (4), and at least one compound selected from a solvent and a dispersion medium.
[화학식 1][Formula 1]
(식 중, R1 은, 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기이고, R2 ∼ R5 는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기, 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기 또는 하기 식 (1-a) 이고, R6 은, 니트로기, 술폰산기, 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기, 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기, 하기 식 (1-b) 또는 하기 식 (1-c) 이고, R6 이 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기인 경우에는, n = 1 ∼ 4 의 정수이고, R6 이, 니트로기, 술폰산기, 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기 또는 하기 식 (1-b) 인 경우에는, n = 1 이고, R6 이 하기 식 (1-c) 인 경우에는, n = 2 이다)(Wherein, R 1 is a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and R 2 to R 5 are each independently a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. An alkoxy group or the following formula (1-a), R 6 is a nitro group, a sulfonic acid group, a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a formula (1-b) or In the following formula (1-c), when R 6 is a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, n = an integer of 1 to 4, R 6 is a nitro group, a sulfonic acid group, or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms In the case of an alkoxy group or the following formula (1-b), n = 1, and when R 6 is the following formula (1-c), n = 2)
[화학식 2] [Formula 2]
(식 중의 ※ 는 결합 위치를 나타낸다)(in the formula, ※ indicates the bonding position)
[화학식 3] [Formula 3]
(식 중, R7 은, 하기 식 (1-d) 또는 하기 식 (1-e) 이다) (In the formula, R 7 is the following formula (1-d) or the following formula (1-e))
[화학식 4] [Formula 4]
(식 중, R8 ∼ R16 은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 무치환의 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기, 수소 원자의 일부가 불소 원자로 치환된 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기, 무치환의 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기, 수소 원자의 일부가 불소 원자로 치환된 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기, 무치환의 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 티오알콕시기, 수소 원자의 일부가 불소 원자로 치환된 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 티오알콕시기, 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기를 갖는 술포닐기 또는 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기를 갖는 아실기이고, ※ 는 결합 위치를 나타낸다) (wherein, R 8 to R 16 are each independently a hydrogen atom, an unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms in which some of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms; An unsubstituted C1-C6 alkoxy group, a C1-C6 alkoxy group in which a part of hydrogen atoms are substituted with a fluorine atom, an unsubstituted C1-C6 thioalkoxy group, a part of hydrogen atom is an acyl group having a thioalkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a sulfonyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms substituted with a fluorine atom, * indicates a bonding position)
[화학식 5] [Formula 5]
(식 중, m = 1 또는 2 이고, m = 1 인 경우, R17 ∼ R19 는, 각각 독립적으로, 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기이고, R18 및 R19 는, 연결하여 고리를 형성해도 되고, m = 2 인 경우, R17 및 R19 는, 각각 독립적으로, 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기이고, R18 은 단결합이다)(Wherein, when m = 1 or 2 and m = 1, R 17 to R 19 are each independently a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and R 18 and R 19 are linked to form a ring may be formed, and when m = 2, R 17 and R 19 are each independently a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and R 18 is a single bond)
[화학식 6] [Formula 6]
(식 중, R20 및 R21 은, 각각 독립적으로, 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기 또는 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기이고, R22 ∼ R31 은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기, 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기, 할로겐 원자 또는 니트로기이다)(Wherein, R 20 and R 21 are each independently a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and R 22 to R 31 are each independently a hydrogen atom; a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a halogen atom or a nitro group)
본 발명에 의하면, 비수 전해질 이차 전지의 사이클 특성 및 레이트 특성을 향상시킬 수 있는 전해질용 조성물을 제공할 수 있다.ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the composition for electrolytes which can improve the cycling characteristics and rate characteristic of a nonaqueous electrolyte secondary battery can be provided.
도 1 은, 본 발명의 비수 전해질 이차 전지의 코인형 전지의 구조의 일례를 개략적으로 나타내는 종단면도이다.
도 2 는, 본 발명의 비수 전해질 이차 전지의 원통형 전지의 기본 구성을 나타내는 개략도이다.
도 3 은, 본 발명의 비수 전해질 이차 전지의 원통형 전지의 내부 구조를 단면으로서 나타내는 사시도이다.1 is a longitudinal sectional view schematically showing an example of the structure of a coin-type battery of a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention.
Fig. 2 is a schematic diagram showing the basic configuration of a cylindrical battery of a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention.
Fig. 3 is a perspective view showing the internal structure of the cylindrical battery of the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention as a cross section.
<전해질용 조성물> <Composition for Electrolyte>
본 발명의 전해질용 조성물은, 하기 일반식 (1) ∼ (4) 로 나타내는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 화합물과, 용매 및 분산매에서 선택되는 적어도 1 종을 함유한다.The composition for electrolyte of the present invention contains at least one compound selected from the group consisting of compounds represented by the following general formulas (1) to (4), and at least one compound selected from solvents and dispersion media.
[화학식 7][Formula 7]
(식 중, R1 은, 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기이고, R2 ∼ R5 는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기, 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기 또는 하기 식 (1-a) 이고, R6 은, 니트로기, 술폰산기, 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기, 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기, 하기 식 (1-b) 또는 하기 식 (1-c) 이고, R6 이 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기인 경우에는, n = 1 ∼ 4 의 정수이고, R6 이, 니트로기, 술폰산기, 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기 또는 하기 식 (1-b) 인 경우에는, n = 1 이고, R6 이 하기 식 (1-c) 인 경우에는, n = 2 이다)(Wherein, R 1 is a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and R 2 to R 5 are each independently a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. An alkoxy group or the following formula (1-a), R 6 is a nitro group, a sulfonic acid group, a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a formula (1-b) or In the following formula (1-c), when R 6 is a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, n = an integer of 1 to 4, R 6 is a nitro group, a sulfonic acid group, or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms In the case of an alkoxy group or the following formula (1-b), n = 1, and when R 6 is the following formula (1-c), n = 2)
[화학식 8] [Formula 8]
(식 중의 ※ 는 결합 위치를 나타낸다) (in the formula, ※ indicates the bonding position)
[화학식 9] [Formula 9]
(식 중, R7 은 하기 식 (1-d) 또는 하기 식 (1-e) 이다)(wherein, R 7 is the following formula (1-d) or the following formula (1-e))
[화학식 10] [Formula 10]
(식 중, R8 ∼ R16 은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 무치환의 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기, 수소 원자의 일부가 불소 원자로 치환된 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기, 무치환의 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기, 수소 원자의 일부가 불소 원자로 치환된 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기, 무치환의 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 티오알콕시기, 수소 원자의 일부가 불소 원자로 치환된 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 티오알콕시기, 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기를 갖는 술포닐기 또는 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기를 갖는 아실기이고, ※ 는 결합 위치를 나타낸다)(wherein, R 8 to R 16 are each independently a hydrogen atom, an unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms in which some of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms; An unsubstituted C1-C6 alkoxy group, a C1-C6 alkoxy group in which a part of hydrogen atoms are substituted with a fluorine atom, an unsubstituted C1-C6 thioalkoxy group, a part of hydrogen atom is an acyl group having a thioalkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a sulfonyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms substituted with a fluorine atom, * indicates a bonding position)
[화학식 11] [Formula 11]
(식 중, m = 1 또는 2 이고, m = 1 인 경우, R17 ∼ R19 는, 각각 독립적으로, 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기이고, R18 및 R19 는, 연결하여 고리를 형성해도 되고, m = 2 인 경우, R17 및 R19 는, 각각 독립적으로, 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기이고, R18 은 단결합이다) (Wherein, when m = 1 or 2 and m = 1, R 17 to R 19 are each independently a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and R 18 and R 19 are linked to form a ring may be formed, and when m = 2, R 17 and R 19 are each independently a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and R 18 is a single bond)
[화학식 12] [Formula 12]
(식 중, R20 및 R21 은, 각각 독립적으로, 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기 또는 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기이고, R22 ∼ R31 은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기, 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기, 할로겐 원자 또는 니트로기이다)(Wherein, R 20 and R 21 are each independently a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and R 22 to R 31 are each independently a hydrogen atom; a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a halogen atom or a nitro group)
일반식 (1) 로 나타내는 화합물의, R1 ∼ R5 를 나타내는 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기로는, 예를 들어, 지방족 탄화수소기, 방향족 탄화수소기 등을 들 수 있다.A compound represented by the general formula (1), the hydrocarbon group of R 1 ~ R indicating the number of carbon atoms 51-8 is, for example, there may be mentioned an aliphatic hydrocarbon group, aromatic hydrocarbon group or the like.
구체적으로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, i-프로필기, 부틸기, 2-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 2-펜틸기, 3-펜틸기, i-펜틸기, 헥실기, 2-헥실기, 3-헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기, 2-에틸헥실기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 메틸시클로헥실기, 노르보르난기 등의 포화 지방족 탄화수소기, 비닐기, 알릴기, 부테닐기, 펜테닐기, 헥세닐기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로옥테닐기, 노르보르넨기 등의 불포화 지방족 탄화수소기, 페닐기, 메틸페닐기, 에틸페닐기, 페닐메틸기, 페닐에틸기, 벤질기 등의 방향족 탄화수소기를 들 수 있다. 포화 지방족 탄화수소기 및 불포화 지방족 탄화수소기는, 직사슬형 구조여도 되고, 분기형 구조여도 되고, 고리형 구조여도 상관없다.Specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, i-propyl group, butyl group, 2-butyl group, i-butyl group, t-butyl group, pentyl group, 2-pentyl group, 3-pentyl group, i-pen Saturation such as tyl group, hexyl group, 2-hexyl group, 3-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, methylcyclohexyl group, norbornane group Unsaturated aliphatic hydrocarbon groups such as aliphatic hydrocarbon group, vinyl group, allyl group, butenyl group, pentenyl group, hexenyl group, cyclopentenyl group, cyclohexenyl group, cyclooctenyl group, norbornene group, phenyl group, methylphenyl group, ethylphenyl group Aromatic hydrocarbon groups, such as a phenylmethyl group, a phenylethyl group, and a benzyl group, are mentioned. The saturated aliphatic hydrocarbon group and the unsaturated aliphatic hydrocarbon group may have a linear structure, a branched structure, or a cyclic structure.
R2 ∼ R5 를 나타내는 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기로는, 예를 들어, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, i-프로폭시기, 부톡시기, 펜틸옥시기, 헥실옥시기, 시클로헥실옥시기 등을 들 수 있다.Examples of the alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms representing R 2 to R 5 include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an i-propoxy group, a butoxy group, a pentyloxy group, a hexyloxy group, and a cyclo A hexyloxy group etc. are mentioned.
R6 를 나타내는 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기로는, 예를 들어, R1 ∼ R5 에 있어서의 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기와 동일한 것을 들 수 있다.R 6 carbon atoms, represents a hydrocarbon group of 1 to 8, for example, R 1 ~ R 5 hydrocarbon groups of 1 to 8 carbon atoms in the are the same.
R6 를 나타내는 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기로는, 예를 들어, R2 ∼ R5 에 있어서의 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기와 동일한 것을 들 수 있다.R 6 represents the carbon atoms alkoxy groups of 1 to 6, for example, an alkoxy group of R 2 ~ carbon atoms in R 5: 1-6 are the same.
일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 구체적인 예로서, R1 이 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기이고, R2 ∼ R5 가, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1 ∼ 8 의 탄화수소기, 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기 또는 상기 식 (1-a) 이고, R6 이, 니트로기, 술폰산기, 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기 또는 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기이고, n = 1 인 경우, 예를 들어, 하기 1-1 ∼ 1-61 로 나타내는 화합물을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.As a specific example of the compound represented by the general formula (1), R 1 is a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, R 2 to R 5 are each independently a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, or carbon An alkoxy group having 1 to 6 atoms or the formula (1-a), R 6 is a nitro group, a sulfonic acid group, a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, n When =1, for example, although the compound represented by the following 1-1 to 1-61 is mentioned, it is not limited to these.
[화학식 13][Formula 13]
[화학식 14][Formula 14]
[화학식 15][Formula 15]
일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 구체적인 예로서, R1 이 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기이고, R2 ∼ R5 가 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기이고, R6 이 상기 식 (1-b) 또는 상기 식 (1-c) 이고, n = 1 또는 2 인 경우, 예를 들어, 하기 1-62 ∼ 1-70 으로 나타내는 화합물을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.As a specific example of the compound represented by the general formula (1), R 1 is a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, R 2 to R 5 are a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and R 6 is In the case of the formula (1-b) or the formula (1-c), and when n = 1 or 2, for example, compounds represented by the following 1-62 to 1-70 are exemplified, no.
[화학식 16] [Formula 16]
일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 구체적인 예로서, R1 이 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기이고, R2 ∼ R5 가 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기이고, R6 이 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기이고, n = 2 ∼ 4 의 정수인 경우, 예를 들어, 하기 1-71 ∼ 1-78 로 나타내는 화합물을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.As a specific example of the compound represented by the general formula (1), R 1 is a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, R 2 to R 5 are a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and R 6 is When it is a C1-C8 hydrocarbon group and is an integer of n=2-4, for example, although the compound represented by following 1-71 to 1-78 is mentioned, It is not limited to these.
[화학식 17] [Formula 17]
[화학식 18] [Formula 18]
사이클 특성 및 레이트 특성이 우수한 점에서, 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 R1 로는, 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 지방족 탄화수소기, 페닐기 또는 벤질기인 것이 바람직하고, 메틸기, 알릴기, t-부틸기 또는 벤질기인 것이 보다 바람직하고, R2 ∼ R5 로는, 수소 원자, 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 포화 지방족 탄화수소기 또는 상기 식 (1-a) 인 것이 바람직하고, R6 으로는, 니트로기, 술폰산기, 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 포화 지방족 탄화수소기, 상기 식 (1-b) 또는 상기 식 (1-c) 인 것이 바람직하다. 그 중에서도, 상기 1-1, 1-2, 1-16, 1-17, 1-37, 1-39, 1-40, 1-41, 1-50, 1-51, 1-52, 1-54, 1-56, 1-62, 1-64, 1-67, 1-70, 1-72, 1-75, 1-77 및 1-78 로 나타내는 화합물이 보다 바람직하고, 상기 1-1, 1-37, 1-39, 1-40, 1-52, 1-62, 1-70, 1-72, 1-75, 1-77 및 1-78 로 나타내는 화합물이 더욱 바람직하다.From the viewpoint of excellent cycle characteristics and rate characteristics, R 1 of the compound represented by the general formula (1) is preferably an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group or a benzyl group, and a methyl group, an allyl group, or t-butyl group. It is more preferably a group or a benzyl group, R 2 to R 5 are preferably a hydrogen atom, a saturated aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, or the formula (1-a), and R 6 is a nitro group. , a sulfonic acid group, a saturated aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, the formula (1-b) or the formula (1-c) is preferable. Among them, 1-1, 1-2, 1-16, 1-17, 1-37, 1-39, 1-40, 1-41, 1-50, 1-51, 1-52, 1- 54, 1-56, 1-62, 1-64, 1-67, 1-70, 1-72, 1-75, 1-77 and 1-78 are more preferable, and 1-1, More preferred are compounds represented by 1-37, 1-39, 1-40, 1-52, 1-62, 1-70, 1-72, 1-75, 1-77 and 1-78.
일반식 (1) 로 나타내는 화합물의 제조 방법으로는, 예를 들어, 탄산메틸4-메틸페닐 등의 카보네이트 화합물은, 유기염기의 존재하, 4-메틸페놀 등의 페놀 화합물에 대하여, 메틸클로로포르메이트 등의 클로로포르메이트를 반응시킴으로써 효율적으로 얻을 수 있다.As a method for producing the compound represented by the general formula (1), for example, a carbonate compound such as methyl 4-methylphenyl carbonate is methyl chloroformate with respect to a phenol compound such as 4-methylphenol in the presence of an organic base. It can be efficiently obtained by reacting chloroformates such as
일반식 (2) 로 나타내는 화합물의, R7 를 나타내는 상기 식 (1-d) 및 상기 식 (1-e) 에 있어서의 R8 ∼ R16 을 나타내는, 무치환의 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기로는, 구체적으로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, i-프로필기, 부틸기, 2-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 2-펜틸기, 3-펜틸기, i-펜틸기, 헥실기, 2-헥실기, 3-헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기, 2-에틸헥실기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 메틸시클로헥실기, 노르보르난기 등의 포화 지방족 탄화수소기, 비닐기, 알릴기, 부테닐기, 펜테닐기, 헥세닐기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기 등의 불포화 지방족 탄화수소기, 페닐기 등의 방향족 탄화수소기를 들 수 있다. R8 ∼ R16 은, 이들의 탄화수소기에 있어서의 수소 원자의 일부가 불소 원자로 치환된 것이어도 된다. 포화 지방족 탄화수소기 및 불포화 지방족 탄화수소기는, 직사슬형 구조여도 되고, 분기형 구조여도 되고, 고리형 구조여도 상관없다.A compound represented by the general formula (2), R 7 of the formula (1-d) and the formula (1-e) the number of carbon atoms in the unsubstituted, representing R 8 ~ R 16 in the 1-8 represents Specific examples of the hydrocarbon group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an i-propyl group, a butyl group, a 2-butyl group, an i-butyl group, a t-butyl group, a pentyl group, a 2-pentyl group, and a 3-pentyl group. , i-pentyl group, hexyl group, 2-hexyl group, 3-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, methylcyclohexyl group, norbor and unsaturated aliphatic hydrocarbon groups such as saturated aliphatic hydrocarbon groups such as warm group, vinyl group, allyl group, butenyl group, pentenyl group, hexenyl group, cyclopentenyl group and cyclohexenyl group, and aromatic hydrocarbon groups such as phenyl group. R 8 to R 16 may be one in which a part of hydrogen atoms in these hydrocarbon groups are substituted with fluorine atoms. The saturated aliphatic hydrocarbon group and the unsaturated aliphatic hydrocarbon group may have a linear structure, a branched structure, or a cyclic structure.
일반식 (2) 로 나타내는 화합물의, R7 를 나타내는 상기 식 (1-d) 및 상기 식 (1-e) 에 있어서의 R8 ∼ R16 을 나타내는, 무치환의 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기로는, 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의, R2 ∼ R5 를 나타내는 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기와 동일한 것을 들 수 있다. R8 ∼ R16 은, 알콕시기에 있어서의 수소 원자의 일부가 불소 원자로 치환된 것이어도 된다.A compound represented by the general formula (2), the formula (1-d) and the number of carbon atoms in the unsubstituted, representing R 8 ~ R 16 in the formula (1-e) represents a R 7 a 1-6 alkoxy group, there may be mentioned that a compound represented by the general formula (1), R 2 ~ R number of carbon atoms represents a 5-alkoxy group of one to six same. R 8 to R 16 may be one in which a part of hydrogen atoms in the alkoxy group are substituted with fluorine atoms.
일반식 (2) 로 나타내는 화합물의, R7 을 나타내는 상기 식 (1-d) 및 상기 식 (1-e) 에 있어서의 R8 ∼ R16 을 나타내는, 무치환의 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 티오알콕시기로는, 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의, R1 ∼ R5 를 나타내는 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기가, 산소 원자 대신에 황 원자로 결합한 기를 들 수 있다. R8 ∼ R16 은, 티오알콕시기에 있어서의 수소 원자의 일부가 불소 원자로 치환된 것이어도 된다.A compound represented by the general formula (2), of the formula (1-d), and the formula number of carbon atoms in the unsubstituted, representing R 8 ~ R 16 in (1-e) 1 ~ 6 represents the R 7 thioalkoxy group is a compound represented by the general formula (1), R 1 ~ R represents an alkoxy group of 5 carbon atoms, 1 to 6, it can be given in place of the oxygen atom by a sulfur atom bonded group. R 8 to R 16 may be one in which a part of hydrogen atoms in the thioalkoxy group are substituted with fluorine atoms.
술포닐기 또는 아실기가 갖는 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기로는, 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의, R1 ∼ R5 를 나타내는 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기와 동일한 것을 들 수 있다.Hydrocarbon group of sulfonyl group or acyl group having
일반식 (2) 로 나타내는 화합물의 구체적인 예로서, 예를 들어, 하기 2-1 ∼ 2-24 로 나타내는 화합물을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.Specific examples of the compound represented by the general formula (2) include, but are not limited to, compounds represented by the following 2-1 to 2-24.
[화학식 19] [Formula 19]
[화학식 20] [Formula 20]
사이클 특성 및 레이트 특성이 우수한 점에서, 일반식 (2) 로 나타내는 화합물의 R7 을 나타내는 상기 식 (1-d) 에 있어서의 R8, R9, R11 및 R12 로는, 수소 원자인 것이 바람직하고, R10 으로는, 수소 원자, 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 지방족 탄화수소기, 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 알콕시기, 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 티오알콕시기, 플루오로메톡시기, 플루오로티오메톡시기, 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 지방족 탄화수소기를 갖는 술포닐기 또는 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 지방족 탄화수소기를 갖는 아실기인 것이 바람직하고, 메톡시기, 티오메톡시기, 트리플루오로메톡시기 또는 메틸술포닐기인 것이 보다 바람직하다. 사이클 특성 및 레이트 특성이 우수한 점에서, 일반식 (2) 로 나타내는 화합물의 R7 을 나타내는 상기 식 (1-e) 에 있어서의 R14 ∼ R16 으로는, 수소 원자인 것이 바람직하다. 그 중에서도, 상기 2-1, 2-2, 2-6, 2-7, 2-10, 2-11, 2-12, 2-14, 2-18 및 2-22 로 나타내는 화합물이 보다 바람직하고, 상기 2-1, 2-10, 2-11, 2-12, 2-14 및 2-22 로 나타내는 화합물이 더욱 바람직하다.From the viewpoint of excellent cycle characteristics and rate characteristics , R 8 , R 9 , R 11 and R 12 in the formula (1-d) representing R 7 of the compound represented by the general formula (2) are hydrogen atoms. Preferably, as R 10 , a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a thioalkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a fluoromethoxy group, or fluorothi It is preferably an omethoxy group, a sulfonyl group having an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, or an acyl group having an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and a methoxy group, thiomethoxy group, trifluoromethoxy group or methyl group. It is more preferable that it is a sulfonyl group. From the viewpoint of excellent cycle characteristics and rate characteristics , R 14 to R 16 in the formula (1-e) representing R 7 of the compound represented by the general formula (2) are preferably a hydrogen atom. Among them, compounds represented by 2-1, 2-2, 2-6, 2-7, 2-10, 2-11, 2-12, 2-14, 2-18 and 2-22 are more preferable. , compounds represented by 2-1, 2-10, 2-11, 2-12, 2-14 and 2-22 are more preferable.
일반식 (2) 로 나타내는 화합물의 제조 방법으로는, 예를 들어, 옥살산디페닐 등의 옥살산에스테르 화합물은, 유기염기의 존재하, 옥살릴클로라이드에 대하여, 페놀 등의 알코올 화합물을 반응시킴으로써 효율적으로 얻을 수 있다.As a method for producing a compound represented by the general formula (2), for example, an oxalic acid ester compound such as diphenyl oxalate is efficiently produced by reacting an alcohol compound such as phenol with oxalyl chloride in the presence of an organic base. can be obtained
일반식 (3) 으로 나타내는 화합물의, R17 ∼ R19 를 나타내는 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기로는, 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의, R1 ∼ R5 를 나타내는 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기와 동일한 것을 들 수 있다.As the hydrocarbon group of 1 to 8 carbon atoms representing R 17 to R 19 in the compound represented by the general formula (3), the compound represented by the general formula (1) has 1 to carbon
일반식 (3) 으로 나타내는 화합물의 구체적인 예로서, 예를 들어, 하기 3-1 ∼ 3-14 로 나타내는 화합물을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.Specific examples of the compound represented by the general formula (3) include compounds represented by the following 3-1 to 3-14, but are not limited thereto.
[화학식 21] [Formula 21]
사이클 특성 및 레이트 특성이 우수한 점에서, 일반식 (3) 으로 나타내는 화합물은, m = 1 인 경우, R17 로는, 탄소 원자수 1 ∼ 3 의 지방족 탄화수소인 것이 바람직하고, 메틸기 또는 에틸기인 것이 보다 바람직하고, R18 및 R19 로는, 탄소 원자수 1 ∼ 3 의 지방족 탄화수소기이거나 또는 R18 과 R19 가 고리를 형성한 시클로헥실기인 것이 바람직하고, m = 2 인 경우, R17 및 R19 로는 탄소 원자수 1 ∼ 3 의 지방족 탄화수소기인 것이 바람직하다. 그 중에서도, 상기 3-1, 3-6, 3-9, 3-10 및 3-12 로 나타내는 화합물이 보다 바람직하고, 상기 3-1, 3-9 및 3-12 로 나타내는 화합물이 더욱 바람직하다.From the viewpoint of excellent cycle characteristics and rate characteristics, the compound represented by the general formula (3) is preferably an aliphatic hydrocarbon having 1 to 3 carbon atoms as R 17 when m = 1, more preferably a methyl group or an ethyl group Preferably, R 18 and R 19 are preferably an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms or a cyclohexyl group in which R 18 and R 19 form a ring, and when m = 2, R 17 and R As 19, it is preferable that it is a C1-C3 aliphatic hydrocarbon group. Among them, the compounds represented by 3-1, 3-6, 3-9, 3-10 and 3-12 are more preferable, and the compounds represented by 3-1, 3-9 and 3-12 are still more preferable. .
일반식 (3) 으로 나타내는 화합물의 제조 방법으로는, 예를 들어, 프로파논메탄술폰산옥심 등의 술폰산옥심 화합물은, 유기염기의 존재하, 메탄술포닐클로라이드 등의 술포닐클로라이드에 대하여, 아세톤옥심 등의 옥심 화합물을 반응시킴으로써 효율적으로 얻을 수 있다.As a method for producing the compound represented by the general formula (3), for example, a sulfonic acid oxime compound such as propanone methanesulfonic acid oxime is acetone oxime in the presence of an organic base to a sulfonyl chloride such as methanesulfonyl chloride. It can obtain efficiently by making these oxime compounds react.
일반식 (4) 로 나타내는 화합물의, R20 ∼ R31 을 나타내는 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기로는, 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의, R1 ∼ R5 를 나타내는 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기와 동일한 것을 들 수 있다. R20 ∼ R31 을 나타내는 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기로는, 일반식 (1) 로 나타내는 화합물의, R2 ∼ R5 를 나타내는 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기와 동일한 것을 들 수 있다.As the hydrocarbon group of 1 to 8 carbon atoms representing R 20 to R 31 in the compound represented by the general formula (4), the compound represented by the general formula (1) has 1 to carbon
일반식 (4) 로 나타내는 화합물의 구체적인 예로서, 예를 들어, 하기 4-1 ∼ 4-24 로 나타내는 화합물을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.Specific examples of the compound represented by the general formula (4) include, but are not limited to, compounds represented by the following 4-1 to 4-24.
[화학식 22][Formula 22]
[화학식 23][Formula 23]
사이클 특성 및 레이트 특성이 우수한 점에서, 일반식 (4) 로 나타내는 화합물의 R20 및 R21 로는, 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 지방족 탄화수소기인 것이 바람직하고, 메틸기인 것이 보다 바람직하고, R22, R23, R25 ∼ R28, R30 및 R31 로는, 수소 원자 또는 불소 원자인 것이 바람직하고, 수소 원자인 것이 보다 바람직하고, R24 및 R29 로는, 수소 원자, 불소 원자, 탄소 원자수 1 ∼ 3 의 지방족 탄화수소기, 탄소 원자수 1 ∼ 3 의 알콕시기 또는 니트로기인 것이 바람직하고, 불소 원자 또는 니트로기인 것이 보다 바람직하다. 그 중에서도, 상기 4-1, 4-3, 4-9, 4-13, 4-16 및 4-19 로 나타내는 화합물이 보다 바람직하고, 상기 4-3, 4-13 및 4-16 으로 나타내는 화합물이 더욱 바람직하다.From the viewpoint of excellent cycle characteristics and rate characteristics, R 20 and R 21 in the compound represented by the general formula (4) are preferably an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a methyl group, R 22 , R 23 , R 25 to R 28 , R 30 and R 31 are preferably a hydrogen atom or a fluorine atom, more preferably a hydrogen atom, and R 24 and R 29 are a hydrogen atom, a fluorine atom, and the number of carbon atoms. It is preferable that they are a 1-3 aliphatic hydrocarbon group, a C1-C3 alkoxy group, or a nitro group, and it is more preferable that they are a fluorine atom or a nitro group. Among them, the compounds represented by 4-1, 4-3, 4-9, 4-13, 4-16 and 4-19 are more preferable, and the compounds represented by 4-3, 4-13 and 4-16 above. This is more preferable.
일반식 (4) 로 나타내는 화합물의 제조 방법으로는, 예를 들어, 비스(4-플루오로페녹시)디메틸실란 등의 실란 화합물은, 유기염기의 존재하, 디메틸디클로로실란 등의 클로로실란 화합물에 대하여, 4-플루오로페놀 등의 페놀 화합물을 반응시킴으로써 효율적으로 얻을 수 있다.As a method for producing the compound represented by the general formula (4), for example, a silane compound such as bis(4-fluorophenoxy)dimethylsilane is added to a chlorosilane compound such as dimethyldichlorosilane in the presence of an organic base. In contrast, it can be efficiently obtained by reacting a phenol compound such as 4-fluorophenol.
본 발명의 전해질용 조성물의 형태는 특별히 제한되는 것이 아니고, 용매로서 유기 용매를 사용하여 얻어지는 액체 형태, 용매 또는 분산매로서, 유기 용매에 고분자 화합물을 용해하여 겔화한 고분자 겔을 사용하여 얻어지는 고분자 겔 형태, 용매를 사용하지 않고, 분산매로서 고분자를 사용하여 얻어지는 고분자 형태 등을 들 수 있다.The form of the composition for an electrolyte of the present invention is not particularly limited, and a liquid form obtained using an organic solvent as a solvent, a polymer gel obtained by dissolving a polymer compound in an organic solvent and gelled as a solvent or dispersion medium, is used. , a polymer form obtained by using a polymer as a dispersion medium without using a solvent, and the like.
본 발명의 전해질용 조성물에 사용하는 용매로는, 비수 전해질 이차 전지의 비수 전해질에 통상 사용되는 유기 용매를 사용할 수 있다. 유기 용매의 구체예로는, 예를 들어, 포화 고리형 카보네이트 화합물, 포화 고리형 에스테르 화합물, 술폭사이드 화합물, 술폰 화합물, 아마이드 화합물, 포화 사슬형 카보네이트 화합물, 사슬형 에테르 화합물, 고리형 에테르 화합물, 포화 사슬형 에스테르 화합물 등을 들 수 있다. 이들의 유기 용매는, 1 종만을 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 이들의 유기 용매 중에서도, 비유전율이 높고, 전해질용 조성물의 유전율을 높이는 역할을 한다는 점에서, 포화 고리형 카보네이트 화합물, 포화 고리형 에스테르 화합물, 술폭사이드 화합물, 술폰 화합물 및 아마이드 화합물이 바람직하고, 포화 고리형 카보네이트 화합물이 보다 바람직하다.As a solvent used for the composition for electrolytes of this invention, the organic solvent normally used for the nonaqueous electrolyte of a nonaqueous electrolyte secondary battery can be used. Specific examples of the organic solvent include, for example, a saturated cyclic carbonate compound, a saturated cyclic ester compound, a sulfoxide compound, a sulfone compound, an amide compound, a saturated chain carbonate compound, a chain ether compound, a cyclic ether compound, and saturated chain ester compounds. Only 1 type may be used for these organic solvents, and may be used in combination of 2 or more type. Among these organic solvents, a saturated cyclic carbonate compound, a saturated cyclic ester compound, a sulfoxide compound, a sulfone compound, and an amide compound are preferable from the viewpoint of having a high dielectric constant and increasing the dielectric constant of the composition for electrolyte. A cyclic carbonate compound is more preferable.
포화 고리형 카보네이트 화합물로는, 예를 들어, 에틸렌카보네이트, 1,2-프로필렌카보네이트, 1,3-프로필렌카보네이트, 1,2-부틸렌카보네이트, 1,3-부틸렌카보네이트, 1,1-디메틸에틸렌카보네이트 등을 들 수 있다.Examples of the saturated cyclic carbonate compound include ethylene carbonate, 1,2-propylene carbonate, 1,3-propylene carbonate, 1,2-butylene carbonate, 1,3-butylene carbonate, and 1,1-dimethyl Ethylene carbonate etc. are mentioned.
포화 고리형 에스테르 화합물로는, 예를 들어, γ-부티로락톤, γ-발레로락톤, γ-카프로락톤, δ-헥사노락톤, δ-옥타노락톤 등을 들 수 있다.Examples of the saturated cyclic ester compound include γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ-caprolactone, δ-hexanolactone, and δ-octanolactone.
술폭사이드 화합물로는, 예를 들어, 디메틸술폭사이드, 디에틸술폭사이드, 디프로필술폭사이드, 디페닐술폭사이드, 티오펜 등을 들 수 있다.As a sulfoxide compound, dimethyl sulfoxide, diethyl sulfoxide, dipropyl sulfoxide, diphenyl sulfoxide, thiophene etc. are mentioned, for example.
술폰 화합물로는, 예를 들어, 디메틸술폰, 디에틸술폰, 디프로필술폰, 디페닐술폰, 술포란 (테트라메틸렌술폰이라고도 한다), 3-메틸술포란, 3,4-디메틸술포란, 3,4-디페니메틸술포란, 술포렌, 3-메틸술포렌, 3-에틸술포렌, 3-브로모메틸술포렌 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 술포란 및 테트라메틸술포란이 바람직하다.Examples of the sulfone compound include dimethylsulfone, diethylsulfone, dipropylsulfone, diphenylsulfone, sulfolane (also referred to as tetramethylenesulfone), 3-methylsulfolane, 3,4-dimethylsulfolane, 3, 4-diphenymethylsulfolane, sulfolene, 3-methylsulfolene, 3-ethylsulfolene, 3-bromomethylsulfolene, etc. are mentioned. Among these, sulfolane and tetramethylsulfolane are preferable.
아마이드 화합물로는, N-메틸피롤리돈, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 등을 들 수 있다.Examples of the amide compound include N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, and dimethylacetamide.
유기 용매 중에서도, 전해질용 조성물의 점도를 낮게 할 수 있고, 전해질 이온의 이동성을 높게 하여 출력 밀도 등의 전지 특성을 우수한 것으로 할 수 있다는 점에서, 포화 사슬형 카보네이트 화합물, 사슬형 에테르 화합물, 고리형 에테르 화합물 및 포화 사슬형 에스테르 화합물이 바람직하다. 또, 저점도이고, 저온에서의 전해질용 조성물의 성능을 높게 할 수 있다는 점에서, 포화 사슬형 카보네이트 화합물이 특히 바람직하다.Among organic solvents, in that the viscosity of the composition for electrolyte can be lowered and the mobility of electrolyte ions can be increased to provide excellent battery characteristics such as power density, saturated chain carbonate compounds, chain ether compounds, cyclic Ether compounds and saturated chain ester compounds are preferred. In addition, a saturated chain carbonate compound is particularly preferable because it is low in viscosity and the performance of the composition for an electrolyte at a low temperature can be improved.
포화 사슬형 카보네이트 화합물로는, 예를 들어, 디메틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 에틸부틸카보네이트, 메틸-t-부틸카보네이트, 디이소프로필카보네이트, t-부틸프로필카보네이트 등을 들 수 있다.Examples of the saturated chain carbonate compound include dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl butyl carbonate, methyl-t-butyl carbonate, diisopropyl carbonate, and t-butylpropyl carbonate.
사슬형 에테르 화합물 및 고리형 에테르 화합물로는, 예를 들어, 디메톡시에탄, 에톡시메톡시에탄, 디에톡시에탄, 테트라하이드로푸란, 디옥솔란, 디옥산, 1,2-비스(메톡시카르보닐옥시)에탄, 1,2-비스(에톡시카르보닐옥시)에탄, 1,2-비스(에톡시카르보닐옥시)프로판, 에틸렌글리콜비스(트리플루오로에틸)에테르, 프로필렌글리콜비스(트리플루오로에틸)에테르, 에틸렌글리콜비스(트리플루오로메틸)에테르, 디에틸렌글리콜비스(트리플루오로에틸)에테르 등을 들 수 있고, 이들 중에서도, 디옥솔란이 바람직하다.Examples of the chain ether compound and the cyclic ether compound include dimethoxyethane, ethoxymethoxyethane, diethoxyethane, tetrahydrofuran, dioxolane, dioxane, 1,2-bis(methoxycarbonyl). Oxy)ethane, 1,2-bis(ethoxycarbonyloxy)ethane, 1,2-bis(ethoxycarbonyloxy)propane, ethylene glycol bis(trifluoroethyl)ether, propylene glycolbis(trifluoro ethyl) ether, ethylene glycol bis (trifluoromethyl) ether, diethylene glycol bis (trifluoroethyl) ether, etc. are mentioned, Among these, dioxolane is preferable.
포화 사슬형 에스테르 화합물로는, 분자 중의 탄소 원자수의 합계가 2 ∼ 8 인 모노에스테르 화합물 및 디에스테르 화합물이 바람직하고, 구체적인 화합물로는, 예를 들어, 포름산메틸, 포름산에틸, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산프로필, 아세트산이소부틸, 아세트산부틸, 프로피온산메틸, 프로피온산에틸, 부티르산메틸, 이소부티르산메틸, 트리메틸아세트산메틸, 트리메틸아세트산에틸, 말론산메틸, 말론산에틸, 숙신산메틸, 숙신산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸, 3-메톡시프로피온산에틸, 에틸렌글리콜디아세틸, 프로필렌글리콜디아세틸 등을 들 수 있고, 포름산메틸, 포름산에틸, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산프로필, 아세트산이소부틸, 아세트산부틸, 프로피온산메틸, 및 프로피온산에틸이 바람직하다.As a saturated chain ester compound, the monoester compound and diester compound whose total number of carbon atoms in a molecule|numerator is 2-8 are preferable, As a specific compound, For example, methyl formate, ethyl formate, methyl acetate, acetic acid. Ethyl, propyl acetate, isobutyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, methyl butyrate, methyl isobutyrate, methyl trimethyl acetate, trimethyl ethyl acetate, methyl malonate, ethyl malonate, methyl succinate, ethyl succinate, 3-methyl Methyl oxypropionate, 3-methoxyethyl propionate, ethylene glycol diacetyl, propylene glycol diacetyl, etc. are mentioned, Methyl formate, ethyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, isobutyl acetate, butyl acetate, methyl propionate. , and ethyl propionate are preferable.
그 밖의 유기 용매로서, 예를 들어, 아세토니트릴, 프로피오니트릴, 니트로메탄이나 이들의 유도체, 각종 이온 액체를 사용할 수도 있다.As another organic solvent, acetonitrile, propionitrile, nitromethane, these derivatives, and various ionic liquids can also be used, for example.
고분자 겔 형태의 조성물의 조제에 사용하는 고분자로는, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리프로필렌옥사이드, 폴리비닐클로라이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌, 폴리불화비닐리덴, 폴리헥사플루오로프로필렌 등을 들 수 있다.Examples of the polymer used in the preparation of the polymer gel composition include polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyvinyl chloride, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, polyethylene, polyvinylidene fluoride, polyhexafluoropropylene, and the like. can be heard
고분자 형태의 조성물의 조제에 사용하는 고분자로는, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리프로필렌옥사이드, 폴리스티렌술폰산 등을 들 수 있다.Polyethylene oxide, polypropylene oxide, polystyrenesulfonic acid, etc. are mentioned as a polymer|macromolecule used for preparation of a polymeric composition.
고분자 겔 형태 또는 고분자 형태의 조성물 중의 배합 비율, 복합화의 방법에 대해서는 특별히 제한은 없고, 본 기술 분야에서 공지된 배합 비율, 공지된 복합화 방법을 채용할 수 있다.There is no particular limitation on the blending ratio in the polymer gel form or polymeric composition, and the method of complexing, and known blending ratios and known complexing methods in the art may be employed.
일반식 (1) ∼ (4) 로 나타내는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 화합물의 함유량은, 본 발명의 전해질용 조성물에 대하여, 0.01 질량% ∼ 10 질량% 인 것이 바람직하고, 0.05 질량% ∼ 10 질량% 인 것이 보다 바람직하고, 0.1 질량% ∼ 5 질량% 인 것이 더욱 바람직하다. 일반식 (1) ∼ (4) 로 나타내는 화합물의 함유량이 0.01 질량% 미만이면, 본 발명의 전해질용 조성물을 사용한 비수 전해질 이차 전지의 사이클 특성 및 레이트 특성의 향상 효과가 충분하지 않은 경우가 있다. 한편, 일반식 (1) ∼ (4) 로 나타내는 화합물의 함유량이 10 질량% 초과이면, 배합량에 알맞는 효과가 얻어지지 않고, 오히려 전지 특성에 악영향을 미치는 경우가 있다.The content of at least one compound selected from the group consisting of compounds represented by the general formulas (1) to (4) is preferably 0.01 mass % to 10 mass %, and 0.05 mass % with respect to the composition for electrolyte of the present invention. % - 10 mass % are more preferable, and it is still more preferable that they are 0.1 mass % - 5 mass %. When the content of the compound represented by the general formulas (1) to (4) is less than 0.01 mass%, the effect of improving the cycle characteristics and rate characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery using the composition for electrolyte of the present invention may not be sufficient. On the other hand, when content of the compound represented by General formula (1)-(4) is more than 10 mass %, the effect suitable for a compounding quantity is not acquired but a bad influence may be exerted on a battery characteristic on the contrary.
본 발명의 전해질용 조성물의 형태는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 제조 공정이 간편한 점에서, 용매를 포함하는 것이 바람직하고, 액체 형태인 것이 보다 바람직하다.The form of the composition for electrolyte of the present invention is not particularly limited, but from the viewpoint of a simple manufacturing process, it is preferable to include a solvent, and more preferably a liquid form.
<비수 전해질><Non-aqueous electrolyte>
본 발명의 비수 전해질은, 상기한 전해질용 조성물과, 지지 전해질을 포함한다. 지지 전해질로는, 리튬염, 나트륨염, 칼륨염 등의 알칼리 금속염, 마그네슘염, 칼슘염 등을 들 수 있다.The nonaqueous electrolyte of the present invention contains the above-described composition for an electrolyte and a supporting electrolyte. Examples of the supporting electrolyte include alkali metal salts such as lithium salt, sodium salt and potassium salt, magnesium salt, and calcium salt.
본 발명의 비수 전해질에 사용되는 리튬염으로는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 공지된 리튬염을 사용할 수 있다. 리튬염의 구체예로는, 예를 들어, LiPF6, LiBF4, LiAsF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiN(CF3SO2)2, LiN(C2F5SO2)2, LiN(SO2F)2, LiC(CF3SO2)3, LiB(CF3SO3)4, LiB(C2O4)2, LiBF2(C2O4), LiSbF6, LiSiF5, LiSCN, LiClO4, LiCl, LiF, LiBr, LiI, LiAlF4, LiAlCl4, LiPO2F2 및 이들의 유도체 등을 들 수 있다.It does not specifically limit as a lithium salt used for the nonaqueous electrolyte of this invention, A well-known lithium salt can be used. Specific examples of the lithium salt include, for example, LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , LiN(CF 3 SO 2 ) 2 , LiN(C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN(SO 2 F) 2 , LiC(CF 3 SO 2 ) 3 , LiB(CF 3 SO 3 ) 4 , LiB(C 2 O 4 ) 2 , LiBF 2 (C 2 O 4 ), LiSbF 6 , LiSiF 5 , LiSCN, LiClO 4 , LiCl, LiF, LiBr, LiI, LiAlF 4 , LiAlCl 4 , LiPO 2 F 2 and derivatives thereof, and the like.
액체 형태 및 고분자 겔 형태의 전해질용 조성물에는, LiPF6, LiBF4, LiClO4, LiCF3SO3, LiN(CF3SO2)2, LiN(C2F5SO2)2, LiN(SO2F)2, LiPO2F2, LiC(CF3SO2)3, LiCF3SO3 의 유도체 및 LiC(CF3SO2)3 의 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 리튬염을 사용하는 것이 바람직하다.LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN(CF 3 SO 2 ) 2 , LiN(C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN(SO 2 ) F) 2 , LiPO 2 F 2 , LiC(CF 3 SO 2 ) 3 , LiCF 3 SO 3 Derivatives and LiC(CF 3 SO 2 ) 3 At least one lithium salt selected from the group consisting of derivatives may be used. desirable.
고분자 형태의 전해질용 조성물에는, LiN(CF3SO2)2, LiN(C2F5SO2)2, LiN(SO2F)2, LiC(CF3SO2)3, LiB(CF3SO3)4 및 LiB(C2O4)2 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 사용하는 것이 바람직하다.In the polymer electrolyte composition, LiN(CF 3 SO 2 ) 2 , LiN(C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN(SO 2 F) 2 , LiC(CF 3 SO 2 ) 3 , LiB(CF 3 SO) 3 ) It is preferable to use at least one selected from the group consisting of 4 and LiB(C 2 O 4 ) 2 .
본 발명의 비수 전해질에 사용되는 나트륨염, 칼륨염으로는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 공지된 나트륨염, 칼륨염을 사용할 수 있다.It does not specifically limit as a sodium salt and potassium salt used for the nonaqueous electrolyte of this invention, A well-known sodium salt and potassium salt can be used.
본 발명의 비수 전해질에 사용되는 마그네슘염, 칼슘염으로는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 공지된 마그네슘염, 칼슘염을 사용할 수 있다.It does not specifically limit as a magnesium salt and a calcium salt used for the nonaqueous electrolyte of this invention, A well-known magnesium salt and a calcium salt can be used.
비수 전해질 중의 지지 전해질의 농도는, 지나치게 낮으면 충분한 전류 밀도가 얻어지지 않는 경우가 있고, 한편, 지나치게 높으면 비수 전해질의 안정성을 저해할 우려가 있는 점에서, 0.5 ㏖/ℓ ∼ 7 ㏖/ℓ 인 것이 바람직하고, 0.8 ㏖/ℓ ∼ 1.8 ㏖/ℓ 인 것이 보다 바람직하다.When the concentration of the supporting electrolyte in the non-aqueous electrolyte is too low, sufficient current density may not be obtained in some cases, and on the other hand, if it is too high, the stability of the non-aqueous electrolyte may be impaired, so 0.5 mol/L to 7 mol/L It is preferable, and it is more preferable that they are 0.8 mol/L - 1.8 mol/L.
본 발명의 비수 전해질의 용도는 특별히 한정되지 않지만, 비수 전해질 이차 전지에 사용되는 비수 전해질로서 바람직하게 이용할 수 있다.Although the use of the nonaqueous electrolyte of this invention is not specifically limited, It can utilize suitably as a nonaqueous electrolyte used for a nonaqueous electrolyte secondary battery.
본 발명의 비수 전해질은, 전지 수명의 향상, 안전성 향상 등을 위해서, 전극 피막 형성제, 산화 방지제, 난연제, 과충전 방지제 등, 공지된 전해질 첨가제를 추가로 포함해도 된다. 전해질 첨가제를 사용하는 경우의 농도는, 지나치게 적으면 첨가 효과를 발휘할 수 없고, 지나치게 많으면 오히려 비수 전해질 이차 전지의 특성에 악영향을 미치는 경우가 있는 점에서, 비수 전해질에 대하여, 0.01 질량% ∼ 10 질량% 인 것이 바람직하고, 0.1 질량% ∼ 5 질량% 인 것이 보다 바람직하다.The nonaqueous electrolyte of the present invention may further contain known electrolyte additives, such as an electrode film former, an antioxidant, a flame retardant, and an overcharge inhibitor, for improvement of battery life and safety. The concentration in the case of using the electrolyte additive is 0.01 mass % to 10 mass relative to the non-aqueous electrolyte, since the concentration of the electrolyte additive cannot exhibit the effect of addition when it is too small, and the characteristic of the non-aqueous electrolyte secondary battery is rather adversely affected when the concentration is too large. % is preferable, and it is more preferable that they are 0.1 mass % - 5 mass %.
<비수 전해질 이차 전지><Non-aqueous electrolyte secondary battery>
본 발명의 비수 전해질 이차 전지는, 정극 활물질을 포함하는 정극과, 부극 활물질을 포함하는 부극과, 상기한 비수 전해질을 포함하는 것이다. 본 발명에 있어서는, 정극과 부극 사이에 세퍼레이터를 개재시키는 것이 바람직하다. 이하, 본 발명의 비수 전해질 이차 전지에 대해 설명한다.The nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention includes a positive electrode containing a positive electrode active material, a negative electrode containing a negative electrode active material, and the above-described nonaqueous electrolyte. In the present invention, it is preferable to interpose a separator between the positive electrode and the negative electrode. Hereinafter, the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention will be described.
본 발명에서 사용하는 정극은, 공지된 방법에 준해 제조할 수 있다. 예를 들어, 정극 활물질, 바인더 및 도전 보조제를 포함하는 배합물을, 유기 용매 또는 물로 슬러리화한 전극 합제 페이스트를 집전체에 도포하여 건조시킴으로써, 집전체 상에 전극 합제층이 형성된 정극을 제조할 수 있다.The positive electrode used by this invention can be manufactured according to a well-known method. For example, a positive electrode in which an electrode mixture layer is formed on a current collector can be manufactured by applying an electrode mixture paste obtained by slurrying a mixture containing a positive electrode active material, a binder, and a conductive aid with an organic solvent or water to a current collector and drying it. have.
정극 활물질은, 공지된 것을 사용할 수 있다. 공지된 정극 활물질로는, 예를 들어, 리튬 천이 금속 복합 산화물, 리튬 함유 천이 금속 인산 화합물, 리튬 함유 규산염 화합물, 리튬 함유 천이 금속 황산 화합물 등을 들 수 있다. 리튬 천이 금속 복합 산화물의 천이 금속으로는, 바나듐, 티탄, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리 등이 바람직하다. 이들의 정극 활물질은, 1 종만을 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.A well-known thing can be used for a positive electrode active material. As a well-known positive electrode active material, a lithium transition metal composite oxide, a lithium containing transition metal phosphate compound, a lithium containing silicate compound, a lithium containing transition metal sulfate compound, etc. are mentioned, for example. As a transition metal of a lithium transition metal composite oxide, vanadium, titanium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, etc. are preferable. Only 1 type may be used for these positive electrode active materials, and may be used in combination of 2 or more type.
리튬 천이 금속 복합 산화물의 구체예로는, LiCoO2 등의 리튬 코발트 복합 산화물, LiNiO2 등의 리튬 니켈 복합 산화물, LiMnO2, LiMn2O4, Li2MnO3 등의 리튬 망간 복합 산화물, 이들의 리튬 천이 금속 복합 산화물의 주체가 되는 천이 금속 원자의 일부를 알루미늄, 티탄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 리튬, 니켈, 구리, 아연, 마그네슘, 갈륨, 지르코늄 등의 다른 금속으로 치환한 것 등을 들 수 있다. 주체가 되는 천이 금속 원자의 일부를 다른 금속으로 치환한 리튬 천이 금속 복합 산화물은, 예를 들어, Li1.1Mn1.8Mg0.1O4, Li1.1Mn1.85Al0.05O4, LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2, LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2, LiNi0.5Mn0.5O2, LiNi0.80Co0.17Al0.03O2, LiNi0.80Co0.15Al0.05O2, LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2, LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2, LiMn1.8Al0.2O4, LiNi0.5Mn1.5O4, Li2MnO3-LiMO2 (M = Co, Ni, Mn) 등을 들 수 있다.Specific examples of the lithium transition metal composite oxide include lithium cobalt composite oxides such as LiCoO 2 , lithium nickel composite oxides such as LiNiO 2 , lithium manganese composite oxides such as LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , Li 2 MnO 3 , and these A substance in which some of the transition metal atoms, which are the main constituents of a lithium transition metal composite oxide, are substituted with other metals such as aluminum, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, lithium, nickel, copper, zinc, magnesium, gallium, zirconium, etc. and the like. Lithium transition metal composite oxides in which a part of the transition metal atoms as the main element are substituted with other metals are, for example, Li 1.1 Mn 1.8 Mg 0.1 O 4 , Li 1.1 Mn 1.85 Al 0.05 O 4 , LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 , LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 , LiNi 0.5 Mn 0.5 O 2 , LiNi 0.80 Co 0.17 Al 0.03 O 2 , LiNi 0.80 Co 0.15 Al 0.05 O 2 , LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 , LiNi 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 O 2 , LiMn 1.8 Al 0.2 O 4 , LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 , Li 2 MnO 3 -LiMO 2 (M=Co, Ni, Mn) and the like.
리튬 함유 천이 금속 인산 화합물의 천이 금속으로는, 바나듐, 티탄, 망간, 철, 코발트, 니켈 등이 바람직하고, 구체예로는, 예를 들어, LiFePO4, LiMxFe1-xPO4 (M = Co, Ni, Mn) 등의 인산철 화합물류, LiCoPO4 등의 인산 코발트 화합물류, 이들의 리튬 천이 금속 인산 화합물의 주체가 되는 천이 금속 원자의 일부를 알루미늄, 티탄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 리튬, 니켈, 구리, 아연, 마그네슘, 갈륨, 지르코늄, 니오브 등의 다른 금속으로 치환한 것, Li3V2(PO4)3 등의 인산바나듐 화합물류 등을 들 수 있다.As the transition metal of the lithium-containing transition metal phosphate compound, vanadium, titanium, manganese, iron, cobalt, nickel and the like are preferable, and specific examples include, for example, LiFePO 4 , LiM x Fe 1-x PO 4 (M = iron phosphate compounds such as Co, Ni, Mn), cobalt phosphate compounds such as LiCoPO 4 , and some transition metal atoms that are the main constituents of these lithium transition metal phosphate compounds are aluminum, titanium, vanadium, chromium, manganese, and vanadium phosphate compounds such as those substituted with other metals such as iron, cobalt, lithium, nickel, copper, zinc, magnesium, gallium, zirconium, and niobium, and Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 .
리튬 함유 규산염 화합물로는, Li2FeSiO4 등을 들 수 있다. Li 2 FeSiO 4 etc. are mentioned as a lithium containing silicate compound.
리튬 함유 천이 금속 황산 화합물로는, LiFeSO4, LiFeSO4F 등을 들 수 있다.A lithium-containing transition metal sulfate compound, LiFeSO 4, LiFeSO there may be mentioned 4 F or the like.
정극 활물질로서, 황, 황 변성 유기 화합물, 황-탄소 복합체, Li2Sx (x = 1 ∼ 8) 를 사용할 수도 있다.As the positive electrode active material, sulfur, a sulfur-modified organic compound, a sulfur-carbon composite, or Li 2 S x (x = 1 to 8) can also be used.
황으로는, 분말 황, 불용성 황, 침강 황, 콜로이드 황 등의 여러 가지 형태의 것을 모두 사용할 수 있다. 전극 합제 페이스트에 균일하게 분산시키는 점에서, 분말 황이 바람직하다.As the sulfur, all of various types of sulfur, such as powdered sulfur, insoluble sulfur, precipitated sulfur, and colloidal sulfur, can be used. From the viewpoint of uniformly dispersing in the electrode mixture paste, powdered sulfur is preferable.
황 변성 유기 화합물은, 황과, 폴리아크릴로니트릴 화합물, 엘라스토머 화합물, 피치 화합물, 다핵 방향 고리 화합물, 지방족 탄화수소 산화물, 폴리에테르 화합물, 폴리티에노아센 화합물, 폴리아미드 화합물, 헥사클로로부타디엔 화합물 등을 혼합하고, 비산화성 가스 분위기 중 250 ℃ ∼ 600 ℃ 에서 가열 변성하여 제조할 수 있다. 비산화성 가스 분위기란, 산소 농도가 5 체적% 미만이고, 바람직하게는 2 체적% 미만이고, 보다 바람직하게는, 산소를 실질적으로 함유하지 않는 분위기, 즉, 질소, 헬륨, 아르곤 등의 불활성 가스 분위기나, 황 가스 분위기인 것을 말한다. 보다 큰 충방전 용량을 얻는 관점에서, 황 변성 유기 화합물 중의 황 함유량은, 25 질량% ∼ 80 질량% 인 것이 바람직하다. 이들의 황 변성 유기 화합물 중에서도, 큰 충방전 용량과 안정적인 사이클 특성이 얻어지는 점에서, 황 변성 폴리아크릴로니트릴 화합물이 바람직하다.The sulfur-modified organic compound includes sulfur, a polyacrylonitrile compound, an elastomer compound, a pitch compound, a polynuclear aromatic ring compound, an aliphatic hydrocarbon oxide, a polyether compound, a polythienoacene compound, a polyamide compound, a hexachlorobutadiene compound, and the like. It can be manufactured by mixing and heat-denaturing|denaturing at 250 degreeC - 600 degreeC in a non-oxidizing gas atmosphere. The non-oxidizing gas atmosphere has an oxygen concentration of less than 5% by volume, preferably less than 2% by volume, and more preferably an atmosphere substantially free of oxygen, that is, an atmosphere of an inert gas such as nitrogen, helium, or argon. I mean that it is a sulfur gas atmosphere. It is preferable that the sulfur content in a sulfur-modified organic compound is 25 mass % - 80 mass % from a viewpoint of obtaining a larger charge/discharge capacity. Among these sulfur-modified organic compounds, a sulfur-modified polyacrylonitrile compound is preferable from the viewpoint of obtaining large charge/discharge capacity and stable cycle characteristics.
황-탄소 복합체란, 황과 탄소를 기계적으로 복합화시킨 것, 황과 탄소를 화학적으로 복합화시킨 것, 또는 다공성 탄소의 세공 내에 단체 황을 함유시킨 것으로, 리튬 이온을 흡장, 방출할 수 있는, 이차 전지의 전극 활물질로서 사용 가능한 것을 말한다. 황-탄소 복합체 중의 황 함유량은, 지나치게 적으면 충방전 용량이 커지지 않고, 지나치게 많으면 전자 전도성이 저하되는 점에서, 25 질량% ∼ 90 질량% 가 바람직하고, 30 질량% ∼ 70 질량% 가 보다 바람직하다. 다공성 탄소의 세공 내에 단체 황을 담지시키는 방법은, 공지된 방법을 채용할 수 있다.A sulfur-carbon composite is a product in which sulfur and carbon are mechanically complexed, sulfur and carbon are chemically complexed, or a single sulfur is contained in pores of porous carbon, and is a secondary, which can occlude and release lithium ions. It refers to one that can be used as an electrode active material for a battery. The sulfur content in the sulfur-carbon composite is preferably 25% by mass to 90% by mass, more preferably 30% by mass to 70% by mass, from the viewpoint of not increasing the charge/discharging capacity when too small, and lowering the electron conductivity when too large. do. A known method can be employed for the method of supporting single sulfur in the pores of the porous carbon.
황 변성 유기 화합물 및 황-탄소 복합체 중의 황 함유량은, 황 및 산소가 분석 가능한 CHN 분석 장치, 예를 들어, 엘레멘탈사 제조 vario MICRO cube 를 사용하여 원소 분석함으로써 산출할 수 있다.The sulfur content in the sulfur-modified organic compound and the sulfur-carbon complex can be calculated by elemental analysis using a CHN analyzer capable of analyzing sulfur and oxygen, for example, a vario MICRO cube manufactured by Elemental.
정극 활물질의 입자경이 지나치게 크면 균일하고 평활한 전극 합제층이 얻어지지 않는 경우가 있고, 한편, 지나치게 작으면 슬러리화 공정에서의 핸들링성이 저하되는 점에서, 정극 활물질의 평균 입자경 (D50) 은 0.5 ㎛ ∼ 100 ㎛ 인 것이 바람직하고, 1 ㎛ ∼ 50 ㎛ 인 것이 보다 바람직하고, 1 ㎛ ∼ 30 ㎛ 인 것이 더욱 바람직하다.When the particle diameter of the positive electrode active material is too large, a uniform and smooth electrode mixture layer may not be obtained. On the other hand, when the particle diameter is too small, the handling property in the slurrying step is reduced, so the average particle diameter (D50) of the positive electrode active material is 0.5 It is preferable that they are micrometer - 100 micrometers, It is more preferable that they are 1 micrometer - 50 micrometers, It is more preferable that they are 1 micrometer - 30 micrometers.
본 발명에 있어서, 평균 입자경 (D50) 이란, 레이저 회절 광 산란법에 의해 측정된 50 % 입자경을 말한다. 입자경은 체적 기준의 직경이고, 레이저 회절 광 산란법에서는, 2 차 입자의 직경이 측정된다.In the present invention, the average particle diameter (D50) means a 50% particle diameter measured by a laser diffraction light scattering method. A particle diameter is a volume-based diameter, and the diameter of a secondary particle is measured by the laser diffraction light scattering method.
정극 활물질은, 분쇄나 조립 등의 방법에 의해 원하는 입경으로 할 수 있다. 분쇄는, 기체 중에서 실시하는 건식 분쇄여도 되고, 물 등의 액체 중에서 실시하는 습식 분쇄여도 된다. 공업적인 분쇄 방법으로는, 예를 들어, 볼 밀, 롤러 밀, 터보 밀, 제트 밀, 사이클론 밀, 해머 밀, 핀 밀, 회전 밀, 진동 밀, 유성 밀, 애트라이터, 비즈 밀 등을 들 수 있다.The positive electrode active material can have a desired particle size by a method such as pulverization or granulation. Dry grinding performed in gas may be sufficient as grinding|pulverization, and wet grinding performed in liquids, such as water, may be sufficient as it. Industrial grinding methods include, for example, a ball mill, a roller mill, a turbo mill, a jet mill, a cyclone mill, a hammer mill, a pin mill, a rotary mill, a vibrating mill, a planetary mill, an attritor, and a bead mill. have.
바인더는, 공지된 것을 사용할 수 있다. 바인더의 구체예로는, 예를 들어, 스티렌-부타디엔 고무, 부타디엔 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무, 스티렌-이소프렌 고무, 불소 고무, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴아미드, 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리이미드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리우레탄, 폴리불화비닐리덴, 폴리테트라플루오로에틸렌, 스티렌-아크릴산에스테르 공중합체, 에틸렌-비닐알코올 공중합체, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐에테르, 폴리염화비닐, 아크릴산, 폴리아크릴산, 메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스나트륨, 셀룰로오스 나노 파이버, 전분 등을 들 수 있다. 바인더는, 1 종만을 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.A well-known thing can be used for a binder. Specific examples of the binder include, for example, styrene-butadiene rubber, butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, ethylene-propylene-diene rubber, styrene-isoprene rubber, fluororubber, polyethylene, polypropylene, polyacrylamide, Polyamide, polyamideimide, polyimide, polyacrylonitrile, polyurethane, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, styrene-acrylic acid ester copolymer, ethylene-vinyl alcohol copolymer, polymethyl methacrylate, poly Acrylate, polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl ether, polyvinyl chloride, acrylic acid, polyacrylic acid, methylcellulose, carboxymethylcellulose, sodium carboxymethylcellulose, cellulose nanofiber, starch, etc. have. A binder may use only 1 type, and may use it in combination of 2 or more type.
바인더의 함유량은, 정극 활물질 100 질량부에 대하여, 0.5 질량부 ∼ 30 질량부인 것이 바람직하고, 1 질량부 ∼ 20 질량부인 것이 더욱 바람직하다.It is preferable that it is 0.5 mass part - 30 mass parts with respect to 100 mass parts of positive electrode active materials, and, as for content of a binder, it is more preferable that they are 1 mass part - 20 mass parts.
도전 보조제는, 전극의 도전 보조제로서 공지된 것을 사용할 수 있다. 도전 보조제의 구체예로는, 예를 들어, 천연 흑연, 인조 흑연, 콜타르 피치, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼니스 블랙, 램프 블랙, 서멀 블랙, 롤러 블랙, 디스크 블랙, 카본 나노 튜브, 기상법 탄소 섬유 (Vapor Grown Carbon Fiber : VGCF), 박편화 흑연, 그래핀, 풀러렌, 니들 코크스 등의 탄소 재료 ; 알루미늄분, 니켈분, 티탄분 등의 금속 분말 ; 산화아연, 산화티탄 등의 도전성 금속 산화물 ; La2S3, Sm2S3, Ce2S3, TiS2 등의 황화물을 들 수 있다.As a conductive support agent, a well-known thing can be used as a conductive support agent of an electrode. As a specific example of a conductive support agent, For example, natural graphite, artificial graphite, coal tar pitch, carbon black, acetylene black, Ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, thermal black, roller black, disk black, carbon nano Carbon materials, such as a tube, vapor-grown carbon fiber (VGCF), exfoliated graphite, graphene, fullerene, and needle coke; Metal powders, such as an aluminum powder, a nickel powder, and a titanium powder; conductive metal oxides such as zinc oxide and titanium oxide; and sulfides such as La 2 S 3 , Sm 2 S 3 , Ce 2 S 3 , and TiS 2 .
도전 보조제의 평균 입자경 (D50) 은, 0.0001 ㎛ ∼ 100 ㎛ 인 것이 바람직하고, 0.01 ㎛ ∼ 50 ㎛ 인 것이 보다 바람직하다.It is preferable that they are 0.0001 micrometer - 100 micrometers, and, as for the average particle diameter (D50) of a conductive support agent, it is more preferable that they are 0.01 micrometer - 50 micrometers.
도전 보조제의 함유량은, 전극 활물질 100 질량부에 대하여, 통상 0.1 질량부 ∼ 50 질량부이고, 0.5 질량부 ∼ 30 질량부인 것이 바람직하고, 1 질량부 ∼ 20 질량부인 것이 보다 바람직하다.With respect to 100 mass parts of electrode active materials, it is preferable that content of a conductive support agent is 0.1 mass part - 50 mass parts normally, it is preferable that they are 0.5 mass part - 30 mass parts, It is more preferable that they are 1 mass part - 20 mass parts.
정극의 전극 합제 페이스트를 조제하기 위한 용매로는, 예를 들어, 프로필렌카보네이트, 에틸렌카보네이트, 디에틸카보네이트, 디메틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 1,2-디메톡시에탄, 1,2-디에톡시에탄, 아세토니트릴, 프로피오니트릴, 테트라하이드로푸란, 2-메틸테트라하이드로푸란, 디옥산, 1,3-디옥솔란, 니트로메탄, N-메틸피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 아세트산메틸, 아크릴산메틸, 디에틸트리아민, N,N-디메틸아미노프로필아민, 폴리에틸렌옥사이드, 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭사이드, 술포란, γ-부티로락톤, 물, 알코올 등을 들 수 있다. 용매의 사용량은, 전극 합제 페이스트를 도막할 때에 선택하는 도포 방법에 맞춰 조정할 수 있고, 예를 들어, 닥터블레이드법에 의한 도포인 경우, 정극 활물질, 바인더 및 도전 보조제의 합계량 100 질량부에 대하여, 15 질량부 ∼ 300 질량부인 것이 바람직하고, 30 질량부 ∼ 200 질량부인 것이 더욱 바람직하다.As a solvent for preparing the electrode mixture paste of a positive electrode, For example, propylene carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, Acetonitrile, propionitrile, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dioxane, 1,3-dioxolane, nitromethane, N-methylpyrrolidone, N,N-dimethylformamide, dimethylacetamide, Methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, methyl acrylate, diethyl triamine, N,N-dimethylaminopropylamine, polyethylene oxide, tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, sulfolane, γ-butyrolactone, water, alcohol etc. are mentioned. The amount of the solvent used can be adjusted according to the application method selected when coating the electrode mixture paste, for example, in the case of application by the doctor blade method, with respect to 100 parts by mass of the total amount of the positive electrode active material, the binder and the conductive auxiliary agent, It is preferable that they are 15 mass parts - 300 mass parts, and it is more preferable that they are 30 mass parts - 200 mass parts.
정극의 전극 합제 페이스트에는, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 상기 성분에 더하여, 예를 들어, 점도 조정제, 보강재, 산화 방지제, pH 조정제, 분산제 등의 다른 성분을 함유시켜도 된다. 이들의 다른 성분으로는 공지된 것을, 공지된 배합 비율로 사용할 수 있다.The electrode mixture paste of the positive electrode may contain, in addition to the above components, other components such as, for example, a viscosity modifier, a reinforcing material, an antioxidant, a pH adjuster, and a dispersing agent, as long as the effects of the present invention are not impaired. As these other components, a well-known thing can be used by a well-known compounding ratio.
전극 합제 페이스트의 제조에 있어서, 정극 활물질, 바인더 및 도전 보조제를 용매에 분산 또는 용해시킬 때, 전부를 일괄하여 용매에 첨가하여 분산 처리해도 되고, 따로 따로 첨가하여 분산 처리해도 된다. 용매 중에, 바인더, 도전 보조제, 정극 활물질의 순서로 차례차례로 첨가하여 분산 처리를 실시하면, 이들을 용매에 균일하게 분산시킬 수 있기 때문에 바람직하다. 전극 합제 페이스트가 다른 성분을 함유하는 경우, 다른 성분을 일괄하여 첨가하여 분산 처리할 수 있지만, 다른 성분을 1 종 첨가할 때마다 분산 처리하는 것이 바람직하다.Production of the electrode mixture paste WHEREIN: When disperse|distributing or dissolving a positive electrode active material, a binder, and a conductive support agent in a solvent, all may be collectively added to a solvent, and a dispersion process may be carried out, and you may add separately and disperse|distribute it. In a solvent, since a binder, a conductive support agent, and a positive electrode active material can be uniformly disperse|distributed to a solvent, when it adds and disperse|distributes in order of a positive electrode active material, these is preferable. When the electrode mixture paste contains other components, the other components may be collectively added and subjected to dispersion treatment, but dispersion treatment is preferably carried out every time another component is added one by one.
분산 처리 방법으로는 특별히 제한되지 않지만, 공업적인 방법으로서, 예를 들어, 통상적인 볼 밀, 샌드 밀, 비즈 밀, 사이클론 밀, 안료 분산기, 뢰궤기, 초음파 분산기, 호모게나이저, 자전·공전 믹서, 플래니터리 믹서, 필믹스, 제트패스터 등을 사용할 수 있다.The dispersion treatment method is not particularly limited, but as an industrial method, for example, a conventional ball mill, sand mill, bead mill, cyclone mill, pigment disperser, pounder, ultrasonic disperser, homogenizer, rotation/revolution mixer , planetary mixer, fillmix, jet paster, etc. can be used.
집전체로는, 티탄, 티탄 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 니켈, 스테인리스강, 니켈 도금강, 카본 등의 도전 재료가 사용된다. 집전체의 형상으로는, 박상, 판상, 망상, 발포상, 부직포상 등을 들 수 있고, 집전체는 다공질 또는 무공 (無孔) 중 어느 것이어도 상관없다. 또, 이들의 도전 재료는, 밀착성이나 전기 특성을 개량하기 위해서 표면 처리가 실시되어 있는 경우가 있다. 이들의 도전 재료 중에서도, 도전성이나 가격의 관점에서 알루미늄이 바람직하고, 알루미늄박이 특히 바람직하다. 집전체의 두께는, 특별히 제한은 없지만, 통상 5 ㎛ ∼ 30 ㎛ 이다.As the current collector, a conductive material such as titanium, titanium alloy, aluminum, aluminum alloy, nickel, stainless steel, nickel-plated steel, or carbon is used. Examples of the shape of the current collector include a foil shape, a plate shape, a network shape, a foam shape, and a nonwoven fabric shape, and the current collector may be either porous or non-porous. Moreover, in order to improve adhesiveness and an electrical characteristic, these electrically-conductive materials may be surface-treated. Among these electrically-conductive materials, from a viewpoint of electroconductivity and price, aluminum is preferable, and aluminum foil is especially preferable. The thickness of the current collector is not particularly limited, but is usually 5 µm to 30 µm.
정극의 전극 합제 페이스트를 집전체 상에 도포하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 다이 코터법, 콤마 코터법, 커튼 코터법, 스프레이 코터법, 그라비아 코터법, 플렉소 코터법, 나이프 코터법, 닥터블레이드법, 리버스 롤법, 브러시 도포법, 딥법 등을 사용할 수 있다. 전극 합제 페이스트의 점성 및 건조성에 맞춰, 양호한 도포층의 표면 상태를 얻는 것이 가능해지는 점에서, 다이 코터법, 나이프 코터법, 닥터블레이드법 및 콤마 코터법이 바람직하다.The method of applying the electrode mixture paste of the positive electrode on the current collector is not particularly limited, and for example, a die coater method, a comma coater method, a curtain coater method, a spray coater method, a gravure coater method, a flexo coater method, a knife coater method method, a doctor blade method, a reverse roll method, a brush application method, a dip method, etc. can be used. The die coater method, the knife coater method, the doctor blade method, and the comma coater method are preferable at the point which makes it possible to obtain the surface state of a favorable application layer according to the viscosity and dryness of the electrode mixture paste.
정극의 전극 합제 페이스트의 집전체 상에 대한 도포는, 집전체의 편면에 실시해도 되고, 양면에 실시해도 된다. 집전체의 양면에 도포하는 경우에는, 편면씩 순서대로 도포해도 되고, 양면 동시에 도포해도 된다. 또, 집전체의 표면에 연속적으로 도포해도 되고, 간헐적으로 도포해도 되고, 스트라이프상으로 도포해도 된다. 도포층의 두께, 길이 및 폭은, 전지의 크기 등에 따라, 적절히 결정할 수 있다.Application|coating with respect to the electrical power collector top of the electrode mixture paste of a positive electrode may be performed to the single side|surface of an electrical power collector, and may be performed to both surfaces. When apply|coating to both surfaces of an electrical power collector, you may apply|coat in order one by one side, and you may apply|coat both surfaces simultaneously. Moreover, it may apply|coat continuously to the surface of an electrical power collector, you may apply|coat it intermittently, and you may apply|coat in stripe shape. The thickness, length, and width of the coating layer can be appropriately determined according to the size of the battery and the like.
집전체 상에 도포된 정극의 전극 합제 페이스트를 건조시키는 방법으로는 특별히 한정되지 않고, 공지된 방법을 사용할 수 있다. 건조 방법으로는, 예를 들어, 온풍, 열풍, 저습풍에 의한 건조, 진공 건조, 가열로 등에 정치 (靜置) 하거나, 원적외선이나 적외선, 또는 전자선 등을 조사하는 것에 의한 건조를 들 수 있다. 이들의 건조 방법은 조합하여 실시해도 된다. 가열하는 경우의 온도는, 일반적으로는 50 ℃ ∼ 180 ℃ 정도이지만, 온도 등의 조건은 전극 합제 페이스트의 도포량, 사용한 용매의 비점 등에 따라 적절히 설정할 수 있다. 이 건조에 의해, 전극 합제 페이스트의 도막으로부터 용매 등의 휘발 성분이 휘발되고, 집전체 상에 전극 합제층이 형성된다.It does not specifically limit as a method of drying the electrode mixture paste of the positive electrode apply|coated on the electrical power collector, A well-known method can be used. As a drying method, drying by drying by warm air, hot air, low humidity wind, vacuum drying, standing still in a heating furnace etc., or irradiating, for example, far infrared rays, infrared rays, an electron beam, etc. is mentioned, for example. You may implement these drying methods in combination. Although the temperature in the case of heating is generally about 50 degreeC - 180 degreeC, conditions, such as temperature, can be set suitably according to the application amount of the electrode mixture paste, the boiling point of the solvent used, etc. By this drying, volatile components, such as a solvent, are volatilized from the coating film of an electrode mixture paste, and an electrode mixture layer is formed on an electrical power collector.
황 변성 유기 화합물, 및 황-탄소 복합체 등 리튬을 포함하지 않는 재료를 정극 활물질로서 사용하는 경우, 리튬을 미리 도프할 수도 있다. 상기 재료에 도프하는 방법은, 공지된 방법에 따르면 된다. 예를 들어, 대극 (對極) 에 금속 리튬을 사용하여 반전지를 만들고, 전기 화학적으로 리튬을 도프하는 전해 도프법에 의해 리튬을 삽입하는 방법이나, 금속 리튬박을 전극에 첩부한 후, 전해액 중에 방치하고, 전극에 대한 리튬의 확산을 이용하여 도프하는 첩부 도프법에 의해 리튬을 삽입하는 방법, 정극 활물질과 리튬 금속을 기계적으로 충돌시켜, 리튬을 삽입하는 메커니컬 도프법 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.When a material not containing lithium, such as a sulfur-modified organic compound and a sulfur-carbon composite, is used as the positive electrode active material, lithium may be doped in advance. The method of doping to the said material may just follow a well-known method. For example, a semi-cell is made by using metallic lithium for the counter electrode, and lithium is inserted by an electrolytic doping method of electrochemically doping lithium, or after attaching a metallic lithium foil to the electrode, in the electrolyte solution. A method of inserting lithium by a paste doping method in which it is left to stand and dope using the diffusion of lithium to an electrode, a mechanical doping method in which a positive electrode active material and lithium metal are mechanically collided to insert lithium, etc., but these is not limited to
본 발명에서 사용하는 부극은, 공지된 방법에 준해 제조할 수 있다. 예를 들어, 부극 활물질, 바인더 및 도전 보조제를 포함하는 배합물을, 유기 용매 또는 물로 슬러리화한 전극 합제 페이스트를 집전체에 도포하여 건조시킴으로써, 집전체 상에 전극 합제층이 형성된 부극을 제조할 수 있다.The negative electrode used by this invention can be manufactured according to a well-known method. For example, a negative electrode having an electrode mixture layer formed on the current collector can be manufactured by applying an electrode mixture paste obtained by slurrying a mixture containing a negative electrode active material, a binder, and a conductive aid to an organic solvent or water on a current collector and drying it. have.
부극 활물질은, 공지된 것을 사용할 수 있다. 공지된 부극 활물질로는, 예를 들어, 천연 흑연, 인조 흑연, 난흑연화 탄소, 이흑연화 탄소, 리튬, 리튬 합금, 규소, 규소 합금, 산화규소, 주석, 주석 합금, 산화주석, 인, 게르마늄, 인듐, 산화구리, 황화안티몬, 산화티탄, 산화철, 산화망간, 산화코발트, 산화니켈, 산화납, 산화루테늄, 산화텅스텐, 산화아연 외에, LiVO2, Li2VO4, Li4Ti5O12, 티탄니오브계 산화물 등의 복합 산화물 등을 들 수 있다. 이들의 부극 활물질은, 1 종만을 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.A well-known thing can be used for a negative electrode active material. Known negative electrode active materials include, for example, natural graphite, artificial graphite, non-graphitizable carbon, easily graphitized carbon, lithium, lithium alloy, silicon, silicon alloy, silicon oxide, tin, tin alloy, tin oxide, phosphorus, germanium. , indium, copper oxide, antimony sulfide, titanium oxide, iron oxide, manganese oxide, cobalt oxide, nickel oxide, lead oxide, ruthenium oxide, tungsten oxide, zinc oxide, LiVO 2 , Li 2 VO 4 , Li 4 Ti 5 O 12 and complex oxides such as titanium niobium oxide. Only 1 type may be used for these negative electrode active materials, and may be used in combination of 2 or more type.
부극 활물질로서, 황, 황 변성 유기 화합물, 황-탄소 복합체, Li2Sx (x = 1 ∼ 8) 를 사용할 수도 있다. 부극 활물질로서 사용할 수 있는 황, 황 변성 유기 화합물, 황-탄소 복합체로는, 정극 활물질로서 사용할 수 있는, 황, 황 변성 유기 화합물, 황-탄소 복합체와 동일한 것을 사용할 수 있다.As the negative electrode active material, sulfur, a sulfur-modified organic compound, a sulfur-carbon composite, and Li 2 S x (x = 1 to 8) can also be used. As the sulfur, sulfur-modified organic compound, and sulfur-carbon composite that can be used as the negative electrode active material, the same sulfur and sulfur-modified organic compounds and sulfur-carbon composite that can be used as the positive electrode active material can be used.
부극 활물질의 입자경이 지나치게 크면 균일하고 평활한 전극 합제층이 얻어지지 않는 경우가 있고, 한편, 지나치게 작으면 슬러리화 공정에서의 핸들링성이 저하되는 점에서, 부극 활물질의 평균 입자경 (D50) 은 0.01 ㎛ ∼ 100 ㎛ 인 것이 바람직하고, 0.5 ㎛ ∼ 50 ㎛ 인 것이 보다 바람직하고, 1 ㎛ ∼ 30 ㎛ 인 것이 더욱 바람직하다.If the particle diameter of the negative electrode active material is too large, a uniform and smooth electrode mixture layer may not be obtained. On the other hand, if the particle diameter is too small, the handling property in the slurrying step is lowered. Therefore, the average particle diameter (D50) of the negative electrode active material is 0.01 It is preferable that they are micrometer - 100 micrometers, It is more preferable that they are 0.5 micrometer - 50 micrometers, It is more preferable that they are 1 micrometer - 30 micrometers.
부극 활물질은, 분쇄, 조립 (造粒) 등의 방법에 의해 원하는 입경으로 할 수 있다. 분쇄는, 기체 중에서 실시하는 건식 분쇄여도 되고, 물 등의 액체 중에서 실시하는 습식 분쇄여도 된다. 공업적인 분쇄 방법으로는, 예를 들어, 볼 밀, 롤러 밀, 터보 밀, 제트 밀, 사이클론 밀, 해머 밀, 핀 밀, 회전 밀, 진동 밀, 유성 밀, 애트라이터, 비즈 밀 등을 들 수 있다.A negative electrode active material can be made into a desired particle size by methods, such as grinding|pulverization and granulation. Dry grinding performed in gas may be sufficient as grinding|pulverization, and wet grinding performed in liquids, such as water, may be sufficient as it. Industrial grinding methods include, for example, a ball mill, a roller mill, a turbo mill, a jet mill, a cyclone mill, a hammer mill, a pin mill, a rotary mill, a vibrating mill, a planetary mill, an attritor, and a bead mill. have.
바인더는, 공지된 것을 사용할 수 있다. 바인더의 구체예로는, 정극에 사용하는 바인더와 동일한 것을 들 수 있다. 바인더는, 1 종만을 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.A well-known thing can be used for a binder. As a specific example of a binder, the thing similar to the binder used for a positive electrode is mentioned. A binder may use only 1 type, and may use it in combination of 2 or more type.
바인더의 함유량은, 부극 활물질 100 질량부에 대하여, 1 질량부 ∼ 30 질량부인 것이 바람직하고, 1 질량부 ∼ 20 질량부인 것이 더욱 바람직하다.It is preferable that they are 1 mass part - 30 mass parts with respect to 100 mass parts of negative electrode active materials, and, as for content of a binder, it is more preferable that they are 1 mass part - 20 mass parts.
도전 보조제는, 전극의 도전 보조제로서 공지된 것을 사용할 수 있다. 도전 보조제의 구체예로는, 정극에 사용하는 도전 보조제와 동일한 것을 들 수 있다.As a conductive support agent, a well-known thing can be used as a conductive support agent of an electrode. As a specific example of a conductive support agent, the thing similar to the conductive support agent used for a positive electrode is mentioned.
도전 보조제의 평균 입자경 (D50) 은, 0.0001 ㎛ ∼ 100 ㎛ 인 것이 바람직하고, 0.01 ㎛ ∼ 50 ㎛ 인 것이 보다 바람직하다.It is preferable that they are 0.0001 micrometer - 100 micrometers, and, as for the average particle diameter (D50) of a conductive support agent, it is more preferable that they are 0.01 micrometer - 50 micrometers.
도전 보조제의 함유량은, 전극 활물질 100 질량부에 대하여, 통상 0 질량부 ∼ 50 질량부이고, 0 질량부 ∼ 30 질량부인 것이 바람직하고, 0.5 질량부 ∼ 20 질량부인 것이 보다 바람직하다.It is preferable that they are 0 mass parts - 50 mass parts normally, it is preferable that they are 0 mass parts - 30 mass parts, and, as for content of a conductive support agent, it is more preferable that they are 0.5 mass parts - 20 mass parts.
부극의 전극 합제 페이스트를 조제하기 위한 용매로는, 정극의 전극 합제 페이스트를 조제하는 데에 사용되는 용매와 동일한 것을 들 수 있다. 용매의 사용량은, 전극 합제 페이스트를 도막할 때에 선택하는 도포 방법에 맞춰 조정할 수 있고, 예를 들어, 닥터블레이드법에 의한 도포인 경우, 부극 활물질, 바인더 및 도전 보조제의 합계량 100 질량부에 대하여, 15 질량부 ∼ 300 질량부인 것이 바람직하고, 30 질량부 ∼ 200 질량부인 것이 더욱 바람직하다.As a solvent for preparing the electrode mixture paste of a negative electrode, the thing similar to the solvent used for preparing the electrode mixture paste of a positive electrode is mentioned. The amount of the solvent used can be adjusted according to the application method selected when coating the electrode mixture paste, for example, in the case of application by the doctor blade method, with respect to 100 parts by mass of the total amount of the negative electrode active material, the binder and the conductive auxiliary agent, It is preferable that they are 15 mass parts - 300 mass parts, and it is more preferable that they are 30 mass parts - 200 mass parts.
부극의 전극 합제 페이스트에는, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 상기 성분에 더하여, 예를 들어, 점도 조정제, 보강재, 산화 방지제, pH 조정제, 분산제 등의 다른 성분을 함유시켜도 된다. 이들의 다른 성분으로는 공지된 것을, 공지된 배합 비율로 사용할 수 있다.The negative electrode electrode mixture paste may contain, in addition to the above components, other components such as, for example, a viscosity modifier, a reinforcing material, an antioxidant, a pH adjuster, and a dispersing agent, as long as the effects of the present invention are not impaired. As these other components, a well-known thing can be used by a well-known compounding ratio.
부극의 전극 합제 페이스트의 제조는, 정극 활물질 대신에 부극 활물질을 사용하는 것 이외에는, 정극의 전극 합제 페이스트의 제조 공정과 동일한 공정으로 배합, 분산하여, 제조할 수 있다.Preparation of the electrode mixture paste of the negative electrode can be produced by blending and dispersing in the same process as the manufacturing process of the electrode mixture paste of the positive electrode, except that a negative electrode active material is used instead of the positive electrode active material.
집전체로는, 티탄, 티탄 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 니켈, 스테인리스강, 니켈 도금강, 카본 등의 도전 재료가 사용된다. 집전체의 형상으로는, 박상, 판상, 망상, 발포상, 부직포상 등을 들 수 있고, 집전체는 다공질 또는 무공 중 어느 것이어도 상관없다. 또, 이들의 도전 재료는, 밀착성이나 전기 특성을 개량하기 위해서 표면 처리가 실시되어 있는 경우가 있다. 이들의 도전 재료 중에서도, 부극 전위에서의 안정성이나 도전성이나 가격의 관점에서 구리가 바람직하고, 동박이 특히 바람직하다. 집전체의 두께는, 특별히 제한은 없지만, 통상 3 ㎛ ∼ 30 ㎛ 이다.As the current collector, an electrically-conductive material such as titanium, titanium alloy, aluminum, aluminum alloy, copper, nickel, stainless steel, nickel-plated steel, or carbon is used. Examples of the shape of the current collector include a foil shape, a plate shape, a network shape, a foam shape, and a nonwoven fabric shape, and the current collector may be either porous or non-porous. Moreover, in order to improve adhesiveness and an electrical characteristic, these electrically-conductive materials may be surface-treated. Among these electrically-conductive materials, from a viewpoint of stability in a negative electrode potential, electroconductivity, and price, copper is preferable, and copper foil is especially preferable. Although there is no restriction|limiting in particular as for the thickness of an electrical power collector, Usually, it is 3 micrometers - 30 micrometers.
부극 활물질이 리튬, 리튬 합금, 주석, 주석 합금 등의 금속 또는 금속 합금의 경우, 바인더나 도전 보조제, 용매를 사용하여 전극 합제 페이스트를 조제하지 않고, 금속 또는 합금을, 예를 들어, 판상, 시트상, 또는 필름상 등의 형태로 사용할 수도 있다. 또, 상기 합금을 부극 활물질로서 사용하는 경우, 부극 활물질 자체의 전자 전도성이 높기 때문에 집전체를 사용하지 않아도 되지만, 전지의 구성의 사정에 따라서는, 부극 활물질과 합금을 형성하지 않는 금속 재료를 부극 집전체로서 사용할 수도 있다.In the case where the negative electrode active material is a metal or metal alloy such as lithium, lithium alloy, tin, or a tin alloy, the metal or alloy is prepared in the form of, for example, a plate or sheet, without using a binder, a conductive aid, or a solvent to prepare an electrode mixture paste. It can also be used in forms, such as a phase or a film form. In addition, when the alloy is used as the negative electrode active material, a current collector is not required because the negative electrode active material itself has high electronic conductivity, but depending on the configuration of the battery, a metal material that does not form an alloy with the negative electrode active material is used as a negative electrode It can also be used as a collector.
부극의 전극 합제 페이스트를 집전체 상에 도포하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 정극을 제조할 때에 사용되는 도포 방법을 들 수 있다.Although the method of apply|coating the electrode mixture paste of a negative electrode on an electrical power collector is not specifically limited, For example, the coating method used when manufacturing a positive electrode is mentioned.
부극의 전극 합제 페이스트의 집전체 상에 대한 도포는, 집전체의 편면에 실시해도 되고, 양면에 실시해도 된다. 집전체의 양면에 도포하는 경우에는, 편면씩 순서대로 도포해도 되고, 양면 동시에 도포해도 된다. 또, 집전체의 표면에 연속적으로 도포해도 되고, 간헐적으로 도포해도 되고, 스트라이프상으로 도포해도 된다. 도포층의 두께, 길이 및 폭은, 전지의 크기 등에 따라, 적절히 결정할 수 있다.The application of the electrode mixture paste of the negative electrode onto the current collector may be applied to one side of the current collector or to both sides. When apply|coating to both surfaces of an electrical power collector, you may apply|coat in order one by one side, and you may apply|coat both surfaces simultaneously. Moreover, it may apply|coat continuously to the surface of an electrical power collector, you may apply|coat it intermittently, and you may apply|coat in stripe shape. The thickness, length, and width of the coating layer can be appropriately determined according to the size of the battery and the like.
집전체 상에 도포된 부극의 전극 합제 페이스트를 건조시키는 방법으로는 특별히 한정되지 않고, 공지된 방법을 사용할 수 있다. 건조 방법으로는, 예를 들어, 온풍, 열풍, 저습풍에 의한 건조, 진공 건조, 가열로 등에 정치하거나, 원적외선이나 적외선, 또는 전자선 등을 조사하는 것에 의한 건조를 들 수 있다. 이들의 건조 방법은 조합하여 실시해도 된다. 가열하는 경우의 온도는, 일반적으로는 50 ℃ ∼ 180 ℃ 정도이지만, 온도 등의 조건은 전극 합제 페이스트의 도포량, 사용한 용매의 비점 등에 따라 적절히 설정할 수 있다. 이 건조에 의해, 전극 합제 페이스트의 도막으로부터 용매 등의 휘발 성분이 휘발되고, 집전체 상에 전극 합제층이 형성된다.It does not specifically limit as a method of drying the electrode mixture paste of the negative electrode apply|coated on the electrical power collector, A well-known method can be used. As a drying method, drying by drying by warm air, hot air, low humidity wind, vacuum drying, leaving still in a heating furnace etc., or irradiating, for example, far infrared rays, infrared rays, an electron beam, etc. is mentioned, for example. You may implement these drying methods in combination. Although the temperature in the case of heating is generally about 50 degreeC - 180 degreeC, conditions, such as temperature, can be set suitably according to the application amount of the electrode mixture paste, the boiling point of the solvent used, etc. By this drying, volatile components, such as a solvent, are volatilized from the coating film of an electrode mixture paste, and an electrode mixture layer is formed on an electrical power collector.
규소계, 주석계, 황계 등의, 초회 불가역 반응이 큰 재료를 부극 활물질로서 사용하는 경우, 리튬을 미리 도프할 수도 있다. 상기 재료에 도프하는 방법은, 공지된 방법에 따르면 된다. 예를 들어, 대극에 금속 리튬을 사용하여 반전지를 만들고, 전기 화학적으로 리튬을 도프하는 전해 도프법에 의해 리튬을 삽입하는 방법이나, 금속 리튬박을 전극에 첩부한 후, 전해액 중에 방치하고, 전극에 대한 리튬의 확산을 이용하여 도프하는 첩부 도프법에 의해 리튬을 삽입하는 방법, 부극 활물질과 리튬 금속을 기계적으로 충돌시켜, 리튬을 삽입하는 메커니컬 도프법 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.When a material having a large initial irreversible reaction such as silicon-based, tin-based, or sulfur-based material is used as the negative electrode active material, lithium may be doped in advance. The method of doping to the said material may just follow a well-known method. For example, a semi-cell is made using metallic lithium for the counter electrode, and lithium is inserted by an electrolytic doping method of electrochemically doping lithium, or a metallic lithium foil is attached to an electrode and then left in an electrolyte solution, and the electrode is A method of inserting lithium by a paste doping method in which lithium is doped using diffusion of lithium into no.
세퍼레이터로는, 통상 사용되는 고분자 필름, 유리 필름 등을 특별히 한정없이 사용할 수 있다. 고분자 필름의 구체예로는, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리불화비닐리덴, 폴리염화비닐리덴, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아크릴아미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에틸렌옥사이드나 폴리프로필렌옥사이드 등의 폴리에테르류, 카르복시메틸셀룰로오스나 하이드록시프로필셀룰로오스 등의 여러 가지 셀룰로오스류, 폴리(메트)아크릴산 및 그 여러 가지 에스테르류 등을 주체로 하는 고분자 화합물이나 그 유도체, 이들의 공중합체나 혼합물로 이루어지는 필름 등을 들 수 있고, 이들의 필름은, 알루미나나 실리카 등의 세라믹 재료, 산화마그네슘, 아라미드 수지, 폴리불화비닐리덴으로 코트되어 있는 경우가 있다. 이들의 필름은, 단독으로 사용할 수 있고, 이들의 고분자 필름을 중합하여 복층 필름으로서 사용할 수도 있다. 또한, 이들의 고분자 필름에는, 여러 가지 첨가제를 사용할 수 있고, 그 종류나 함유량은 특별히 제한되지 않는다. 이들의 고분자 필름 중에서도, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리불화비닐리덴, 폴리술폰으로 이루어지는 필름이 바람직하게 사용된다.As a separator, a polymer film, a glass film, etc. which are normally used can be used without limitation in particular. Specific examples of the polymer film include, for example, polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride, polyvinylidene chloride, polyacrylonitrile, polyacrylamide, polytetrafluoroethylene, polysulfone, polyethersulfone, poly Carbonate, polyamide, polyimide, polyethers such as polyethylene oxide and polypropylene oxide, various celluloses such as carboxymethyl cellulose and hydroxypropyl cellulose, poly(meth)acrylic acid and various esters and a film made of a polymer compound or derivative thereof, a copolymer or mixture thereof, etc., and these films are coated with a ceramic material such as alumina or silica, magnesium oxide, aramid resin, or polyvinylidene fluoride. there is These films can be used independently, and these polymer films can also be superposed|polymerized and used as a multilayer film. In addition, various additives can be used for these polymer films, and the kind and content in particular are not restrict|limited. Among these polymer films, films made of polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride, and polysulfone are preferably used.
이들의 고분자 필름은, 비수 전해질이 스며들어 이온이 투과되기 쉽도록, 미다공화가 이루어진 것이 사용된다. 이 미다공화의 방법으로는, 고분자 화합물과 용제의 용액을 미크로상분리시키면서 제막하고, 용제를 추출 제거하여 다공화하는「상분리법」과, 용융한 고분자 화합물을 고 (高) 드래프트로 압출하여 제막한 후에 열처리하고, 결정을 일 방향으로 배열시키고, 추가로 연신에 의해 결정 사이에 간극을 형성하여 다공화를 도모하는「연신법」 등을 들 수 있고, 사용되는 고분자 필름에 의해 적절히 선택된다.As for these polymer films, those made microporous are used so that a nonaqueous electrolyte may permeate and ions may permeate|transmit easily. As the microporous method, a film is formed while microphase-separating a solution of a polymer compound and a solvent, and the solvent is extracted and removed to make it porous, and a film is formed by extruding a molten polymer compound with a high draft. Then, a "stretching method" in which heat treatment is performed, the crystals are arranged in one direction, and a gap is formed between the crystals by stretching to achieve porosity, and the like are appropriately selected depending on the polymer film used.
본 발명의 비수 전해질 이차 전지는, 그 형상에 특별히 제한은 없고, 코인형 전지, 원통형 전지, 각형 전지, 라미네이트형 전지 등, 여러 가지 형상의 전지로 할 수 있다. 도 1 은, 본 발명의 비수 전해질 이차 전지의 코인형 전지의 구조의 일례를 개략적으로 나타내는 종단면도이다. 도 2 는, 본 발명의 비수 전해질 이차 전지의 원통형 전지의 기본 구성을 나타내는 개략도이다. 도 3 은, 본 발명의 비수 전해질 이차 전지의 원통형 전지의 내부 구조를 단면으로서 나타내는 사시도이다.The nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is not particularly limited in its shape, and can be a battery of various shapes, such as a coin-type battery, a cylindrical battery, a prismatic battery, and a laminate-type battery. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing an example of the structure of a coin-type battery of a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention. Fig. 2 is a schematic diagram showing the basic configuration of a cylindrical battery of a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention. Fig. 3 is a perspective view showing the internal structure of the cylindrical battery of the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention as a cross section.
도 1 에 나타내는 코인형 비수 전해질 이차 전지 (10) 는, 정극 집전체 (1a) 와, 정극 집전체 (1a) 상에 형성되고, 리튬 이온을 방출할 수 있는 정극 합제층 (1) 과, 정극 집전체 (1a) 및 정극 합제층 (1) 으로 구성되는 정극을 수용하는 정극 케이스 (4) 와, 부극 집전체 (2a) 와, 부극 집전체 (2a) 상에 형성되고, 정극 합제층 (1) 으로부터 방출된 리튬 이온을 흡장 및 방출할 수 있는 부극 합제층 (2) 과, 부극 집전체 (2a) 및 부극 합제층 (2) 으로 구성되는 부극을 수용하는 부극 케이스 (5) 와, 세퍼레이터 (7) 를 구비한다. 정극 케이스 (4) 및 부극 케이스 (5) 의 내부는, 비수 전해질 (3) 로 채워져 있다. 또, 정극 케이스 (4) 및 부극 케이스 (5) 의 주연부는, 폴리프로필렌제의 개스킷 (6) 을 통하여 코킹됨으로써 밀폐되어 있다.The coin-type nonaqueous electrolyte
도 2 및 도 3 에 나타내는 원통형의 비수 전해질 이차 전지 (10') 는, 부극판 (19) 과 정극판 (21) 이 세퍼레이터 (7) 를 통하여 권회된 전극체와, 전극체를 수용하는 케이스 (23) 와, 전극체를 협지하도록 배치된 1 쌍의 절연판 (24) 을 구비한다. 정극판 (21) 은, 정극 집전체 (1a) 와, 정극 집전체 (1a) 상에 형성되고, 리튬 이온을 방출할 수 있는 정극 합제층 (1) 로 구성된다. 부극판 (19) 은, 부극 집전체 (2a) 와, 부극 집전체 (2a) 상에 형성되고, 정극 합제층 (1) 으로부터 방출된 리튬 이온을 흡장 및 방출할 수 있는 부극 합제층 (2) 으로 구성된다. 케이스 (23) 의 내부는, 비수 전해질 (3) 로 채워져 있다. 케이스 (23) 의 개방 단부에서는, 정극 단자 (17) 와, 정극 단자 (17) 의 내측에 형성된 안전 밸브 (26) 및 PTC (Positive Temperature Coefficient) 소자 (27) 가 개스킷 (6) 을 통하여 코킹됨으로써 밀폐되어 있다. 부극판 (19) 은, 부극 리드 (20) 를 통하여 부극 단자 (18) 와 접속되어 있다. 정극판 (21) 은, 정극 리드 (22) 를 통하여 정극 단자 (17) 와 접속되어 있다.The cylindrical nonaqueous electrolyte
정극 케이스 (4), 부극 케이스 (5) 및 케이스 (23) 에 사용되는 외장 부재로는, 금속제 용기, 라미네이트 필름 등을 들 수 있다. 외장 부재의 두께는, 통상 0.5 ㎜ 이하이고, 바람직하게는 0.3 ㎜ 이하이다. 외장 부재의 형상으로는, 편평형 (박형), 각형, 원통형, 코인형, 버튼형 등을 들 수 있다.As an exterior member used for the
금속제 용기는, 예를 들어, 스테인리스, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등으로 형성할 수 있다. 알루미늄 합금으로는, 마그네슘, 아연, 규소 등의 원소를 포함하는 합금이 바람직하다. 알루미늄 또는 알루미늄 합금에 있어서, 철, 구리, 니켈, 크롬 등의 천이 금속의 함유량을 1 질량% 이하로 함으로써, 고온 환경하에서의 장기 신뢰성 및 방열성을 비약적으로 향상시킬 수 있다.The metal container can be formed of, for example, stainless steel, aluminum, or an aluminum alloy. As an aluminum alloy, the alloy containing elements, such as magnesium, zinc, and a silicon, is preferable. Aluminum or aluminum alloy WHEREIN: By content of transition metals, such as iron, copper, nickel, and chromium, being 1 mass % or less, the long-term reliability and heat dissipation property in a high-temperature environment can be improved remarkably.
라미네이트 필름은, 수지 필름 사이에 금속층을 갖는 다층 필름을 사용할 수 있다. 금속층은, 경량화를 위해서 알루미늄박 혹은 알루미늄 합금박이 바람직하다. 수지 필름은, 예를 들어, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 나일론, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 고분자 재료를 사용할 수 있다. 라미네이트 필름은, 열융착에 의해 시일을 실시하여 외장 부재를 형성할 수 있다.As the laminate film, a multilayer film having a metal layer between the resin films can be used. As for a metal layer, aluminum foil or aluminum alloy foil is preferable for weight reduction. The resin film can use polymeric materials, such as polypropylene, polyethylene, nylon, and a polyethylene terephthalate, for example. The laminate film can be sealed by thermal fusion to form an exterior member.
이상, 본 발명의 실시형태를 설명했지만, 본 발명은, 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 당업자가 실시할 수 있는 변경, 개량 등을 실시한 여러 가지 형태로 실시할 수 있다.As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment. It is a range which does not deviate from the summary of this invention WHEREIN: It can implement in various forms which performed changes, improvement, etc. which those skilled in the art can implement.
실시예Example
이하에, 실시예 및 비교예를 나타내고, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 또한, 본 발명은, 이들의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Below, an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated more concretely. In addition, this invention is not limited by these Examples.
<정극 A 의 제작><Production of positive electrode A>
정극 활물질로서 NCM622 (LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2, 북경 당승사 제조) 를 94.0 질량부, 도전 보조제로서 아세틸렌 블랙 (덴카 블랙, 덴카사 제조) 을 3.0 질량부, 바인더로서 폴리불화비닐리덴 (쿠레하사 제조) 을 3.0 질량부 및 용매로서 N-메틸피롤리돈을 90 질량부 사용하고, 플래니터리 믹서를 사용하여 분산시켜 슬러리상의 전극 합제 페이스트를 얻었다. 이 전극 합제 페이스트를, 닥터블레이드법에 의해 알루미늄박 (두께 15 ㎛) 으로 이루어지는 집전체의 편면에 도포하고, 90 ℃ 에서 건조시킨 후, 프레스 성형하였다. 그 후, 전극을 소정의 크기로 절단하고, 또한 사용 직전에 130 ℃ 에서 3 시간 진공 건조시켜 정극 A 를 제작하였다. 94.0 parts by mass of NCM622 (LiNi 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 O 2 , manufactured by Beijing Tangcheng Co., Ltd.) as a positive electrode active material, 3.0 parts by mass of acetylene black (Denka Black, manufactured by Denka Corporation) as a conductive aid, and polyvinylidene fluoride (Kureha) as a binder ) was used in 3.0 parts by mass and 90 parts by mass of N-methylpyrrolidone as a solvent, and dispersed using a planetary mixer to obtain a slurry-like electrode mixture paste. This electrode mixture paste was apply|coated to the single side|surface of the electrical power collector which consists of aluminum foil (15 micrometers in thickness) by the doctor blade method, and after drying at 90 degreeC, it press-molded. Thereafter, the electrode was cut to a predetermined size, and vacuum dried at 130°C for 3 hours immediately before use to prepare a positive electrode A.
<부극 A 의 제작> <Production of negative electrode A>
부극 활물질로서 인조 흑연 (MAGD : 히타치 화성사 제조) 을 96.6 질량부, 도전 보조제로서 아세틸렌 블랙 (덴카 블랙, 덴카사 제조) 을 0.4 질량부, 바인더로서 스티렌-부타디엔 고무 (40 질량% 수분산액, 닛폰 제온사 제조) 를 2.0 질량부, 카르복시메틸셀룰로오스나트륨 (CMCNa : 다이셀 파인캠사 제조) 을 1.0 질량부 및 용매로서 물을 120 질량부 사용하고, 플래니터리 믹서를 사용하여 분산시켜 슬러리상의 전극 합제 페이스트를 얻었다. 이 전극 합제 페이스트를, 닥터블레이드법에 의해 동박 (두께 10 ㎛) 으로 이루어지는 집전체의 편면에 도포하고, 90 ℃ 에서 건조시킨 후, 프레스 성형하였다. 그 후, 전극을 소정의 크기로 절단하고, 또한 사용 직전에 130 ℃ 에서 3 시간 진공 건조시켜 부극 A 를 제작하였다.96.6 parts by mass of artificial graphite (MAGD: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) as a negative electrode active material, 0.4 parts by mass of acetylene black (Denka Black, manufactured by Denka Corporation) as a conductive aid, and styrene-butadiene rubber (40% by mass aqueous dispersion, Nippon) as a binder Electrode mixture in the form of a slurry using 2.0 parts by mass of Xeon), 1.0 parts by mass of sodium carboxymethylcellulose (CMCNa: manufactured by Daicel Finecam) and 120 parts by mass of water as a solvent, and dispersed using a planetary mixer. A paste was obtained. This electrode mixture paste was apply|coated to the single side|surface of the electrical power collector which consists of copper foil (10 micrometers in thickness) by the doctor blade method, and after drying at 90 degreeC, it press-molded. Thereafter, the electrode was cut to a predetermined size and vacuum dried at 130° C. for 3 hours immediately before use to prepare a negative electrode A.
<전지의 제작-1> <Production of Battery-1>
[실시예 1] [Example 1]
에틸렌카보네이트 50 체적% 및 디에틸카보네이트 50 체적% 로 이루어지는 혼합 용매에, 지지 전해질로서 LiPF6 을 1.0 ㏖/ℓ 의 농도로 용해시킨 용액을 조제하였다. 이것에 화합물 1-1 을 1.0 질량% 첨가하여, 비수 전해질로 하였다. A solution in which LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1.0 mol/L as a supporting electrolyte in a mixed solvent composed of 50% by volume of ethylene carbonate and 50% by volume of diethyl carbonate was prepared. 1.0 mass % of compound 1-1 was added to this, and it was set as the non-aqueous electrolyte.
원반상으로 컷한 정극 A 및 원반상으로 컷한 부극 A 를 사용하고, 세퍼레이터로서 폴리프로필렌 필름 (셀가드사 제조) 을 협지하여 케이스 내에 유지하였다. 그 후, 먼저 조제한 비수 전해질을 케이스 내에 주입하고, 코킹기에 의해 밀폐하여, 실시예 1 의 비수 전해질 이차 전지 (φ20 ㎜, 두께 3.2 ㎜ 의 코인형) 를 제작하였다. 제작한 비수 전해질 이차 전지의 사이클 특성 및 레이트 특성을 충방전 평가-1 의 방법에 의해 평가하고, 그 결과를 표 1 에 나타낸다.The positive electrode A cut into the disk shape and the negative electrode A cut into the disk shape were used, and a polypropylene film (manufactured by Celgard Co., Ltd.) was sandwiched as a separator and held in the case. Then, the nonaqueous electrolyte prepared earlier was poured into the case, and it sealed with a caulking machine, and the nonaqueous electrolyte secondary battery (phi 20mm, 3.2mm thickness coin type) of Example 1 was produced. The cycle characteristics and rate characteristics of the produced nonaqueous electrolyte secondary battery were evaluated by the method of charge/discharge evaluation-1, and the results are shown in Table 1.
[실시예 2] [Example 2]
비수 전해질에 대하여, 화합물 1-1 을 0.1 질량% 첨가한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 실시예 2 의 비수 전해질 이차 전지를 제작하였다. 제작한 비수 전해질 이차 전지의 사이클 특성 및 레이트 특성을 충방전 평가-1 의 방법에 의해 평가하고, 그 결과를 표 1 에 나타낸다.With respect to the nonaqueous electrolyte, a nonaqueous electrolyte secondary battery of Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that 0.1 mass% of compound 1-1 was added. The cycle characteristics and rate characteristics of the produced nonaqueous electrolyte secondary battery were evaluated by the method of charge/discharge evaluation-1, and the results are shown in Table 1.
[실시예 3] [Example 3]
비수 전해질에 대하여, 화합물 1-1 을 5.0 질량% 첨가한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 실시예 3 의 비수 전해질 이차 전지를 제작하였다. 제작한 비수 전해질 이차 전지의 사이클 특성 및 레이트 특성을 충방전 평가-1 의 방법에 의해 평가하고, 그 결과를 표 1 에 나타낸다.With respect to the nonaqueous electrolyte, a nonaqueous electrolyte secondary battery of Example 3 was produced in the same manner as in Example 1 except that 5.0 mass% of compound 1-1 was added. The cycle characteristics and rate characteristics of the produced nonaqueous electrolyte secondary battery were evaluated by the method of charge/discharge evaluation-1, and the results are shown in Table 1.
[실시예 4 ∼ 25] [Examples 4 to 25]
화합물 1-1 대신에, 표 1 에 나타내는 화합물을 비수 전해질에 첨가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 실시예 4 ∼ 25 의 비수 전해질 이차 전지를 제작하였다. 표 1 중의 화합물 번호에 부기한 괄호 내는, 비수 전해질 중의, 각 첨가 화합물의 중량분율 (질량%) 을 나타낸다. 제작한 비수 전해질 이차 전지의 사이클 특성 및 레이트 특성을 충방전 평가-1 의 방법에 의해 평가하고, 그 결과를 표 1 에 나타낸다.Nonaqueous electrolyte secondary batteries of Examples 4 to 25 were produced in the same manner as in Example 1 except that the compound shown in Table 1 was added to the nonaqueous electrolyte instead of the compound 1-1. In the parentheses appended to the compound number in Table 1, the weight fraction (mass %) of each additive compound in the nonaqueous electrolyte is indicated. The cycle characteristics and rate characteristics of the produced nonaqueous electrolyte secondary battery were evaluated by the method of charge/discharge evaluation-1, and the results are shown in Table 1.
[비교예 1 ∼ 7] [Comparative Examples 1 to 7]
화합물 1-1 대신에, 하기 화합물 5-1 ∼ 5-7 을 비수 전해질에 첨가한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 비교예 1 ∼ 7 의 비수 전해질 이차 전지를 제작하였다. 제작한 비수 전해질 이차 전지의 사이클 특성 및 레이트 특성을 충방전 평가-1 의 방법에 의해 평가하고, 그 결과를 표 1 에 나타낸다.In the same manner as in Example 1 except that the following compounds 5-1 to 5-7 were added to the nonaqueous electrolyte instead of the compound 1-1, nonaqueous electrolyte secondary batteries of Comparative Examples 1 to 7 were produced. The cycle characteristics and rate characteristics of the produced nonaqueous electrolyte secondary battery were evaluated by the method of charge/discharge evaluation-1, and the results are shown in Table 1.
[화학식 24] [Formula 24]
[비교예 8] [Comparative Example 8]
화합물 1-1 을 첨가하지 않았던 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 조작에 의해, 비교예 8 의 비수 전해질 이차 전지를 제작하였다. 제작한 비수 전해질 이차 전지의 사이클 특성 및 레이트 특성을 충방전 평가-1 의 방법에 의해 평가하고, 그 결과를 표 1 에 나타낸다.A nonaqueous electrolyte secondary battery of Comparative Example 8 was produced in the same manner as in Example 1 except that Compound 1-1 was not added. The cycle characteristics and rate characteristics of the produced nonaqueous electrolyte secondary battery were evaluated by the method of charge/discharge evaluation-1, and the results are shown in Table 1.
<충방전 평가-1> <Charge/Discharge Evaluation-1>
실시예 1 ∼ 25 및 비교예 1 ∼ 8 의 비수 전해질 이차 전지를 25 ℃ 의 항온조에 넣고, 충전 종지 전압을 4.20 V, 방전 종지 전압을 2.75 V 로 하고, 충전 레이트 0.2 C, 방전 레이트 0.2 C 의 충방전 시험을 5 회, 추가로 충전 레이트 2 C, 방전 레이트 2 C 의 충방전 시험을 5 회 실시하였다. 그 후, 45 ℃ 의 항온조에 넣고, 충전 레이트 0.5 C, 방전 레이트 0.5 C 로 100 회, 합계 110 회의 충방전 시험을 실시하고, 정극 활물질당의 방전 용량 (㎃h/g) 을 측정하였다. 5 회째의 방전 용량과 10 회째의 방전 용량의 비 (L1), 및 110 회째의 방전 용량과 11 회째의 방전 용량의 비 (L2, L2 = 110 회째의 방전 용량/11 회째의 방전 용량) 를 표 1 에 나타낸다.The nonaqueous electrolyte secondary batteries of Examples 1-25 and Comparative Examples 1-8 are put in a 25 degreeC thermostat, the charge termination voltage shall be 4.20V, the discharge termination voltage shall be 2.75V, and the charge rate of 0.2C and the discharge rate of 0.2C The charge-discharge test was performed 5 times, and the charge-discharge test of 2C of charge rates and 2C of discharge rates was further implemented 5 times. Then, it put in a 45 degreeC thermostat, the charge rate 0.5C and the discharge rate 0.5C performed the charge/discharge test 100 times, a total of 110 times, and the discharge capacity (mAh/g) per positive electrode active material was measured. The ratio of the discharge capacity of the 5th time to the discharge capacity of the 10th time (L1), and the ratio of the discharge capacity of the 110th time to the discharge capacity of the 11th time (L2, L2 = the discharge capacity of the 110th time / the discharge capacity of the 11th time) are shown in the table. 1 is shown.
<황 변성 폴리아크릴로니트릴의 제조> <Production of yellow-modified polyacrylonitrile>
황 (시그마 알도리치 제조, 입자경 200 ㎛, 분말) 200 질량부와, 폴리아크릴로니트릴 분말 (시그마 알도리치 제조, 개구 직경 30 ㎛ 의 체로 분급) 100 질량부를 혼합한 혼합물을, 알루미나 탐만관에 넣은 후, 알루미나 탐만관의 개구부를, 열전쌍, 가스 도입관 및 가스 배출관이 장착된 고무 마개로 덮었다. 알루미나 탐만관 내에 아르곤 가스를 100 cc/분의 유량으로 도입하면서, 혼합물을 5 ℃/분의 승온 속도로 가열하고, 100 ℃ 에 도달한 시점에서 아르곤 가스를 멈추었다. 그 후, 360 ℃ 에서 가열을 멈추었지만, 온도는 400 ℃ 까지 상승하였다. 실온 부근까지 냉각시킨 후, 알루미나 탐만관으로부터 반응 생성물을 취출하였다. 얻어진 반응 생성물을 분쇄하여, 황 변성 폴리아크릴로니트릴 (SPAN 으로 칭하는 경우도 있다) 을 얻었다. SPAN 의 평균 입자경 및 황 함유량은 하기와 같았다.A mixture of 200 parts by mass of sulfur (manufactured by Sigma Aldorich, particle diameter 200 µm, powder) and 100 parts by mass of polyacrylonitrile powder (manufactured by Sigma Aldorich, classified through a sieve having an opening diameter of 30 µm) was placed in an alumina tamman tube. Then, the opening of the alumina tamman tube was covered with a rubber stopper equipped with a thermocouple, a gas inlet tube and a gas outlet tube. While introducing argon gas into the alumina tamman tube at a flow rate of 100 cc/min, the mixture was heated at a temperature increase rate of 5°C/min, and when 100°C was reached, the argon gas was stopped. After that, heating was stopped at 360°C, but the temperature rose to 400°C. After cooling to near room temperature, the reaction product was taken out from the alumina tamman tube. The obtained reaction product was grind|pulverized and sulfur-modified polyacrylonitrile (it may be called SPAN) was obtained. The average particle diameter and sulfur content of SPAN were as follows.
·평균 입자경 10 ㎛ ·
·황 함유량 38.4 질량% · Sulfur content 38.4 mass%
<정극 B 의 제작> <Production of positive electrode B>
정극 활물질로서 SPAN 을 90.0 질량부, 도전 보조제로서 아세틸렌 블랙 (덴카 블랙, 덴카사 제조) 을 5.0 질량부, 바인더로서 스티렌-부타디엔 고무 (40 질량% 수분산액, 닛폰 제온 제조) 를 3.0 질량부, 카르복시메틸셀룰로오스나트륨 (CMCNa, 다이셀 파인캠사 제조) 을 2.0 질량부 및 용매로서 물을 120 질량부 사용하고, 자전·공전 믹서를 사용하여 분산시켜 슬러리상의 전극 합제 페이스트를 얻었다. 이 전극 합제 페이스트를, 닥터블레이드법에 의해 카본 코트 알루미늄박 (두께 22 ㎛) 으로 이루어지는 집전체의 편면에 도포하고, 90 ℃ 에서 건조시킨 후, 프레스 성형하였다. 그 후, 전극을 소정의 크기로 절단하고, 또한 사용 직전에 130 ℃ 에서 3 시간 진공 건조시켰다. 그 후, 금속 리튬을 대극으로 하여, 비교예 8 의 비수 전해질을 사용한 반전지를 만들고, 전기 화학적으로 리튬을 도프하여 정극 B 를 제작하였다.90.0 parts by mass of SPAN as a positive electrode active material, 5.0 parts by mass of acetylene black (Denka Black, manufactured by Denka Corporation) as a conductive aid, 3.0 parts by mass of styrene-butadiene rubber (40% by mass aqueous dispersion, manufactured by Nippon Zeon) as a binder, carboxy Using 2.0 parts by mass of sodium methylcellulose (CMCNa, manufactured by Daicel Finecam) and 120 parts by mass of water as a solvent, it was dispersed using a rotation/revolution mixer to obtain a slurry-like electrode mixture paste. This electrode mixture paste was apply|coated to the single side|surface of the electrical power collector which consists of carbon-coated aluminum foil (
<전지의 제작-2> <Production of Battery-2>
[실시예 26] [Example 26]
에틸렌카보네이트 50 체적% 및 디에틸카보네이트 50 체적% 로 이루어지는 혼합 용매에, LiPF6 을 1.0 ㏖/ℓ 의 농도로 용해시킨 용액을 조제하였다. 이것에 화합물 1-37 을 1.0 질량% 첨가하고, 비수 전해질로 하였다.In a mixed solvent consisting of 50% by volume of ethylene carbonate and diethyl carbonate of 50 volume% to prepare a solution in which LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1.0 ㏖ / ℓ. 1.0 mass % of compound 1-37 was added to this, and it was set as the non-aqueous electrolyte.
원반상으로 컷한 정극 B 및 원반상으로 컷한 부극 A 를 사용하고, 세퍼레이터로서 폴리프로필렌 필름 (셀가드사 제조) 을 협지하여 케이스 내에 유지하였다. 그 후, 먼저 조제한 비수 전해질을 케이스 내에 주입하고, 코킹기에 의해 밀폐하여, 실시예 26 의 비수 전해질 이차 전지 (φ20 ㎜, 두께 3.2 ㎜ 의 코인형) 를 제작하였다. 제작한 비수 전해질 이차 전지의 사이클 특성 및 레이트 특성을 충방전 평가-2 의 방법에 의해 평가하고, 그 결과를 표 2 에 나타낸다.The positive electrode B cut into the disk shape and the negative electrode A cut into the disk shape were used, and a polypropylene film (manufactured by Celgard) was sandwiched as a separator and held in the case. Then, the nonaqueous electrolyte prepared previously was poured into the case, and it sealed with a caulking machine, and produced the nonaqueous electrolyte secondary battery (phi 20mm, 3.2mm thickness coin type) of Example 26. The cycle characteristics and rate characteristics of the produced nonaqueous electrolyte secondary battery were evaluated by the method of charge/discharge evaluation-2, and the results are shown in Table 2.
[실시예 27 ∼ 29] [Examples 27 to 29]
화합물 1-37 대신에, 표 2 에 나타내는 화합물을 첨가한 것 이외에는, 실시예 26 과 동일하게 하여, 실시예 27 ∼ 29 의 비수 전해질 이차 전지를 제작하였다. 제작한 비수 전해질 이차 전지의 사이클 특성 및 레이트 특성을 충방전 평가-2 의 방법에 의해 평가하고, 그 결과를 표 2 에 나타낸다.Nonaqueous electrolyte secondary batteries of Examples 27 to 29 were produced in the same manner as in Example 26 except that the compound shown in Table 2 was added instead of Compound 1-37. The cycle characteristics and rate characteristics of the produced nonaqueous electrolyte secondary battery were evaluated by the method of charge/discharge evaluation-2, and the results are shown in Table 2.
[비교예 9] [Comparative Example 9]
화합물 1-37 을 첨가하지 않았던 것 이외에는 실시예 26 과 동일한 조작에 의해, 비교예 9 의 비수 전해질 이차 전지를 제작하였다. 제작한 비수 전해질 이차 전지의 사이클 특성 및 레이트 특성을 충방전 평가-2 의 방법에 의해 평가하고, 그 결과를 표 2 에 나타낸다.A nonaqueous electrolyte secondary battery of Comparative Example 9 was produced in the same manner as in Example 26 except that Compound 1-37 was not added. The cycle characteristics and rate characteristics of the produced nonaqueous electrolyte secondary battery were evaluated by the method of charge/discharge evaluation-2, and the results are shown in Table 2.
<충방전 평가-2><Charge/Discharge Evaluation-2>
실시예 26 ∼ 29 및 비교예 9 의 비수 전해질 이차 전지를 25 ℃ 의 항온조에 넣고, 충전 종지 전압을 3.0 V, 방전 종지 전압을 0.7 V 로 하고, 충전 레이트 0.2 C, 방전 레이트 0.2 C 의 충방전 시험을 5 회, 추가로 충전 레이트 2 C, 방전 레이트 2 C 의 충방전 시험을 5 회 실시하였다. 그 후, 45 ℃ 의 항온조에 넣고, 충전 레이트 0.5 C, 방전 레이트 0.5 C 로 100 회, 합계 110 회의 충방전 시험을 실시하여, 정극 활물질당의 방전 용량 (㎃h/g) 을 측정하였다. 5 회째의 방전 용량과 10 회째의 방전 용량의 비 (L3), 및 110 회째의 방전 용량과 11 회째의 방전 용량의 비 (L4, L4 = 110 회째의 방전 용량/11 회째의 방전 용량) 를 표 2 에 나타낸다.Examples 26-29 and the nonaqueous electrolyte secondary battery of the comparative example 9 are put into a 25 degreeC thermostat, the charge-end voltage shall be 3.0V, the discharge end voltage shall be 0.7V, and the charge/discharge rate of 0.2C and the discharge rate of 0.2C shall be set as 0.7V. The test was performed 5 times, and the charge-discharge test of 2C of charge rates and 2C of discharge rates was further performed 5 times. Then, it put in a 45 degreeC thermostat, the charge rate 0.5C and the discharge rate 0.5C performed the charge/discharge test 100 times, a total of 110 times, and the discharge capacity (mAh/g) per positive electrode active material was measured. The ratio of the discharge capacity of the 5th time to the discharge capacity of the 10th time (L3), and the ratio of the discharge capacity of the 110th time to the discharge capacity of the 11th time (L4, L4 = the discharge capacity of the 110th time / the discharge capacity of the 11th time) are shown in the table. 2 is shown.
표 1 및 표 2 의 결과로부터, 본 발명의 전해질용 조성물을 사용함으로써, 사이클 특성 및 레이트 특성을 동시에 개선한 비수 전해질 이차 전지를 제작할 수 있다.From the results of Tables 1 and 2, by using the composition for electrolyte of the present invention, a nonaqueous electrolyte secondary battery having improved cycle characteristics and rate characteristics can be produced.
1 : 정극 합제층
1a : 정극 집전체
2 : 부극 합제층
2a : 부극 집전체
3 : 비수 전해질
4 : 정극 케이스
5 : 부극 케이스
6 : 개스킷
7 : 세퍼레이터
10 : 코인형의 비수 전해질 이차 전지
10' : 원통형의 비수 전해질 이차 전지
17 : 정극 단자
18 : 부극 단자
19 : 부극판
20 : 부극 리드
21 : 정극판
22 : 정극 리드
23 : 케이스
24 : 절연판
26 : 안전 밸브
27 : PTC 소자1: positive mix layer
1a: positive electrode current collector
2: negative electrode mixture layer
2a: negative electrode current collector
3: non-aqueous electrolyte
4: positive electrode case
5: negative electrode case
6: gasket
7: separator
10: coin-type non-aqueous electrolyte secondary battery
10': Cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery
17: positive terminal
18: negative terminal
19: negative plate
20: negative electrode lead
21: positive plate
22: positive electrode lead
23 : case
24: insulation plate
26: safety valve
27: PTC element
Claims (8)
용매 및 분산매에서 선택되는 적어도 1 종을 함유하는 전해질용 조성물.
(식 중, R1 은, 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기이고, R2 ∼ R5 는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기, 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기 또는 하기 식 (1-a) 이고, R6 은, 니트로기, 술폰산기, 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기, 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기, 하기 식 (1-b) 또는 하기 식 (1-c) 이고, R6 이 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기인 경우에는, n = 1 ∼ 4 의 정수이고, R6 이, 니트로기, 술폰산기, 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기 또는 하기 식 (1-b) 인 경우에는, n = 1 이고, R6 이 하기 식 (1-c) 인 경우에는, n = 2 이다)
(식 중의 ※ 는 결합 위치를 나타낸다)
(식 중, R7 은, 하기 식 (1-d) 또는 하기 식 (1-e) 이다)
(식 중, R8 ∼ R16 은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 무치환의 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기, 수소 원자의 일부가 불소 원자로 치환된 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기, 무치환의 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기, 수소 원자의 일부가 불소 원자로 치환된 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기, 무치환의 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 티오알콕시기, 수소 원자의 일부가 불소 원자로 치환된 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 티오알콕시기, 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기를 갖는 술포닐기 또는 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기를 갖는 아실기이고, ※ 는 결합 위치를 나타낸다)
(식 중, m = 1 또는 2 이고, m = 1 인 경우, R17 ∼ R19 는, 각각 독립적으로, 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기이고, R18 및 R19 는, 연결하여 고리를 형성해도 되고, m = 2 인 경우, R17 및 R19 는, 각각 독립적으로, 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기이고, R18 은 단결합이다)
(식 중, R20 및 R21 은, 각각 독립적으로, 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기 또는 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기이고, R22 ∼ R31 은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 탄화수소기, 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 알콕시기, 할로겐 원자 또는 니트로기이다)at least one compound selected from the group consisting of compounds represented by the following general formulas (1) to (4);
A composition for an electrolyte comprising at least one selected from a solvent and a dispersion medium.
(Wherein, R 1 is a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and R 2 to R 5 are each independently a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. An alkoxy group or the following formula (1-a), R 6 is a nitro group, a sulfonic acid group, a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a formula (1-b) or In the following formula (1-c), when R 6 is a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, n = an integer of 1 to 4, R 6 is a nitro group, a sulfonic acid group, or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms In the case of an alkoxy group or the following formula (1-b), n = 1, and when R 6 is the following formula (1-c), n = 2)
(in the formula, ※ indicates the bonding position)
(In the formula, R 7 is the following formula (1-d) or the following formula (1-e))
(wherein, R 8 to R 16 are each independently a hydrogen atom, an unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms in which some of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms; An unsubstituted C1-C6 alkoxy group, a C1-C6 alkoxy group in which a part of hydrogen atoms are substituted with a fluorine atom, an unsubstituted C1-C6 thioalkoxy group, a part of hydrogen atom is an acyl group having a thioalkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a sulfonyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms substituted with a fluorine atom, * indicates a bonding position)
(Wherein, when m = 1 or 2 and m = 1, R 17 to R 19 are each independently a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and R 18 and R 19 are linked to form a ring may be formed, and when m = 2, R 17 and R 19 are each independently a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and R 18 is a single bond)
(Wherein, R 20 and R 21 are each independently a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and R 22 to R 31 are each independently a hydrogen atom; a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a halogen atom or a nitro group)
상기 일반식 (1) 에 있어서의 R1 이, 메틸기, 알릴기, t-부틸기 또는 벤질기인 화합물을 함유하는 전해질용 조성물.The method of claim 1,
The composition for electrolytes containing the compound whose R<1> in the said General formula (1) is a methyl group, an allyl group, t-butyl group, or a benzyl group.
상기 일반식 (2) 에 있어서의 R7 이 상기 식 (1-d) 이고, 상기 식 (1-d) 에 있어서의 R8, R9, R11 및 R12 가 수소 원자이고, R10 이 메톡시기, 티오메톡시기, 트리플루오로메톡시기 또는 메틸술포닐기인 화합물을 함유하는 전해질용 조성물.The method of claim 1,
In the formula (2), R 7 is the formula (1-d), in the formula (1-d) R 8 , R 9 , R 11 and R 12 are a hydrogen atom, and R 10 is A composition for an electrolyte comprising a compound that is a methoxy group, a thiomethoxy group, a trifluoromethoxy group, or a methylsulfonyl group.
상기 일반식 (2) 에 있어서의 R7 이 상기 식 (1-e) 이고, 상기 식 (1-e) 에 있어서의 R14 ∼ R16 이 수소 원자인 화합물을 함유하는 전해질용 조성물.The method of claim 1,
A composition for an electrolyte comprising a compound in which R 7 in the formula (2) is the formula (1-e), and R 14 to R 16 in the formula (1-e) are a hydrogen atom.
상기 일반식 (3) 에 있어서의 R17 이 메틸기 또는 에틸기인 화합물을 함유하는 전해질용 조성물.The method of claim 1,
A composition for an electrolyte comprising a compound in which R 17 in the general formula (3) is a methyl group or an ethyl group.
상기 일반식 (4) 에 있어서의 R20 및 R21 이 메틸기이고, R24 및 R29 가 불소 원자 또는 니트로기이고, R22, R23, R25, R26, R27, R28, R30 및 R31 이 수소 원자인 화합물을 함유하는 전해질용 조성물.The method of claim 1,
In the formula (4), R 20 and R 21 are methyl groups, R 24 and R 29 are fluorine atoms or nitro groups, and R 22 , R 23 , R 25 , R 26 , R 27 , R 28 , R A composition for an electrolyte, comprising a compound in which 30 and R 31 are hydrogen atoms.
지지 전해질을 포함하는, 비수 전해질.The composition for an electrolyte according to any one of claims 1 to 6;
A non-aqueous electrolyte comprising a supporting electrolyte.
부극과,
제 7 항에 기재된 비수 전해질을 포함하는, 비수 전해질 이차 전지.
positive pole,
negative pole,
A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising the non-aqueous electrolyte according to claim 7.
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