KR20220033231A - Preparing method for electrolyte salt - Google Patents

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KR20220033231A
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이승현
이상원
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Abstract

The present invention relates to a method for manufacturing electrolytic salt. More specifically, a lithium compound and a boron compound are pulverized into particles having a size in a specific range, the pulverized product and an oxalic acid compound are dispersed in water, and reactants dispersed in water are reacted to form lithium-boron complex salt. According to the present invention, the electrolytic salt can be manufactured in a more improved yield, and when the electrolytic salt is added to an electrolyte of a battery, battery performance can be improved.

Description

전해염의 제조방법{PREPARING METHOD FOR ELECTROLYTE SALT}Manufacturing method of electrolytic salt {PREPARING METHOD FOR ELECTROLYTE SALT}

본 발명은 전해염의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전지의 효율 및 수명 등을 향상시키기 위해 전해액에 첨가되는 전해염을 보다 개선된 수율로 제조하며, 이를 전지의 전해액에 첨가 시 전지 성능 향상 효과를 보다 개선시킬 수 있는 리튬-붕소 착염의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing an electrolyte salt, and more particularly, to prepare an electrolyte salt added to an electrolyte solution in an improved yield to improve the efficiency and lifespan of the battery, and to improve battery performance when added to the electrolyte solution of the battery It relates to a method for preparing a lithium-boron complex salt, which can further improve the effect.

리튬 이차 전지는 양극 및 음극 사이에 전해액을 넣어 리튬이온의 원활한 이동을 가능하게 하며, 양극 및 음극에서 삽입 및 탈리에 따른 산화 환원반응에 의해 전기가 생성 또는 소비되는 방식에 의하여 전기 에너지의 이용을 용이하게 한다. 리튬 이자 전지는 소형 모바일 기기의 보급으로 활발히 사용되어 왔으며, 최근에는 전기자동차 등의 대형 장치에도 그 사용이 점차 확대되어 감에 따라 전지의 출력 및 용량 향상, 고온 및 저온에서의 출력 개선, 전지의 수명 연장 등 전지의 성능을 향상시키기 위한 다양한 방법이 시도되고 있다.Lithium secondary batteries enable smooth movement of lithium ions by putting an electrolyte between the positive and negative electrodes, and the use of electrical energy by the method in which electricity is generated or consumed by redox reactions following insertion and desorption from the positive and negative electrodes. make it easy Lithium interest batteries have been actively used with the spread of small mobile devices, and in recent years, as their use has been gradually expanded to large devices such as electric vehicles, the output and capacity of the battery are improved, the output at high and low temperatures is improved, and the battery Various methods for improving battery performance, such as extending the lifespan, have been tried.

리튬 이차 전지는 일반적으로 전도도가 높고 전기화학적 안정성이 우수한 LiPF6를 리튬염으로 포함한다. 그러나, 전지의 보관이나 사용 중에 전해액 중의 리튬염이 분해되어 전지의 성능이 열화되거나 부식성 부산물이 생성되어 전지의 안정성이 저하되는 문제가 있으며, 또한 이로 인해 전지의 수명이 짧아지는 등의 문제가 있어, 이를 해결하기 위한 방법으로 전해질의 분해를 방지할 수 있는 전해액 첨가제를 사용한다.Lithium secondary batteries generally include LiPF 6 having high conductivity and excellent electrochemical stability as a lithium salt. However, during storage or use of the battery, lithium salts in the electrolyte are decomposed to deteriorate the performance of the battery or generate corrosive by-products, thereby reducing the stability of the battery, and thus shortening the life of the battery. , an electrolyte additive that can prevent decomposition of the electrolyte is used as a method to solve this problem.

전해액 첨가제로 많이 사용되는 리튬 비스옥살레이토보레이트(LiBOB)는 한국 특허 문헌 10-0716373을 통해 그 제조방법이 소개되었다. 상기 문헌은 리튬 화합물, 옥살산 및 붕산을 수용액 상태로 혼합하고 반응시켜 제조하는 방법을 개시하며, 이때 반응 혼합 용액의 농도는 약 2~3 중량%로 반응조의 농도가 묽어 생산성이 낮아 경제적이지 못한 문제가 있다. 또한, 반응 용매로 물과 공비혼합물을 형성하는 유기용매를 사용하는 경우, 제조된 LiBOB의 과립 내에 용매가 잔류함으로 인해 전해액에 첨가 시 전지의 성능을 떨어뜨리는 문제가 있을 수 있다. 더욱이, 상기 방법을 통해 제조된 LiBOB의 과립의 경우 전지 전해액에 대한 용해성이 충분하지 않아 용해에 걸리는 시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라 불용분 결정이 침전되는 문제가 있다.Lithium bisoxalatoborate (LiBOB), which is widely used as an electrolyte additive, has a manufacturing method introduced through Korean Patent Document 10-0716373. The above document discloses a method for preparing a lithium compound, oxalic acid, and boric acid by mixing and reacting in an aqueous solution state, wherein the concentration of the reaction mixture solution is about 2 to 3 wt %, and the concentration of the reaction tank is dilute, so the productivity is low, so it is not economical there is In addition, when an organic solvent that forms an azeotrope with water is used as the reaction solvent, there may be a problem in that the performance of the battery is deteriorated when added to the electrolyte due to the solvent remaining in the granules of the prepared LiBOB. Furthermore, in the case of the granules of LiBOB prepared through the above method, the solubility in the battery electrolyte is not sufficient, so it takes a long time to dissolve, and there is a problem in that insoluble crystals are precipitated.

한편, 상기와 같은 문제를 해결하고자 반응 원료들을 용해시키지 않고 분말 상태로 혼합하여 반응시키는 방법이 시도되었으나, 이 경우 옥살산과 같은 산성을 띠는 원료 및 수산화리튬과 같은 염기성을 띠는 원료를 혼합함으로 인해 물이 생성되면서 반응 원료 분말이 서서히 젖게 되고, 이로 인해 반응 원료 분말이 뻑뻑해지므로 균일한 혼합이 어려워지는 문제가 있다. 따라서, 반응 원료들 간의 접촉이 원활히 이루어지지 않아 반응 효율이 떨어지고 부산물이 생성되는 등 순도가 낮고 반응 수율도 떨어지는 문제가 있다.On the other hand, in order to solve the above problem, a method of mixing and reacting reaction raw materials in a powder state without dissolving them has been attempted, but in this case, an acidic raw material such as oxalic acid and a basic raw material such as lithium hydroxide are mixed. As a result, the reaction raw material powder gradually gets wet as water is generated, and this causes the reaction raw material powder to become stiff, making it difficult to uniformly mix. Accordingly, there is a problem in that the purity of the reaction is low and the reaction yield is low, such as a decrease in reaction efficiency and generation of by-products because contact between the reaction raw materials is not made smoothly.

한국 등록특허 10-0716373 B1Korean Patent Registration 10-0716373 B1

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 수율이 개선된 전해염의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to provide a method for preparing an electrolyte salt having an improved yield.

또한 본 발명은 높은 순도를 나타내어 전지 전해액에 첨가 시 전지 성능 향상 효과가 우수한 전해염의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a method for preparing an electrolyte salt that exhibits high purity and is excellent in improving battery performance when added to a battery electrolyte.

본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.The above and other objects of the present invention can all be achieved by the present invention described below.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 ⅰ) 리튬 화합물 및 붕소 화합물을 수평균입경(Dn50)이 0.5 내지 100㎛이고 최대입경(Dn99)이 250 내지 500㎛인 입자로 분쇄하여 분쇄물을 형성하는 단계; ⅱ) 상기 분쇄물을 옥살산 화합물과 함께 물에 분산시켜 분산 혼합물을 형성하는 단계; 및 ⅲ) 상기 분산 혼합물을 반응시켜 리튬-붕소 착염을 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전해염의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a pulverized product by i) pulverizing a lithium compound and a boron compound into particles having a number average particle diameter (D n50 ) of 0.5 to 100 μm and a maximum particle diameter (D n99 ) of 250 to 500 μm forming a; ii) dispersing the pulverized product together with an oxalic acid compound in water to form a dispersion mixture; and iii) reacting the dispersion mixture to produce a lithium-boron complex salt.

본 발명에 따른 전해염의 제조방법은, 수율이 향상되어 경제적으로 유리하고, 순도가 향상되어 이를 리튬 이차 전지의 전해액에 첨가 시 전지 성능 향상 효과 및 수명 향상 효과가 더욱 개선되는 효과가 있다.The manufacturing method of the electrolyte salt according to the present invention is economically advantageous because the yield is improved, and the purity is improved, so that when it is added to the electrolyte of a lithium secondary battery, the battery performance improvement effect and the lifespan improvement effect are further improved.

도 1은 본 발명의 실시예 1(a) 및 비교예 2(b)의 XRD 결정 패턴 측정 결과를 나타낸다.1 shows the XRD crystal pattern measurement results of Example 1 (a) and Comparative Example 2 (b) of the present invention.

이하 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명자들은 리튬 이차 전지의 전해액에 전지의 성능을 향상시키기 위해 첨가되는 전해염을 보다 안정적이고 높은 수율로 제조하며, 순도를 향상시킬 수 있는 방법을 연구하던 중, 리튬원(元) 및 리튬과 함께 반응하는 물질을 일정 크기의 입자 형태로 분쇄하고 이를 분산매 중에서 반응시킴으로써 상기의 목적을 모두 달성할 수 있는 것을 확인하고, 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.The present inventors have been researching a method for improving the purity of an electrolyte salt added to the electrolyte of a lithium secondary battery in a more stable and high yield to improve battery performance, while researching a method for improving the purity of lithium source and lithium It was confirmed that all of the above objects could be achieved by pulverizing the materials reacting together in the form of particles of a certain size and reacting them in a dispersion medium, and based on this, the present invention was completed.

본 발명의 실시예들에 따른 전해염의 제조방법은 ⅰ) 리튬 화합물 및 붕소 화합물을 수평균입경(Dn50)이 0.5 내지 100㎛이고 최대입경(Dn99)이 250 내지 500㎛인 입자로 분쇄하여 분쇄물을 형성하는 단계, ⅱ) 상기 분쇄물을 옥살산 화합물과 함께 물에 분산시켜 분산 혼합물을 형성하는 단계, 및 ⅲ) 상기 분산 혼합물을 반응시켜 리튬-붕소 착염을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 상기와 같이 반응 원료인 리튬 화합물 및 붕소 화합물을 우선 특정 크기의 입자로 분쇄시킨 후, 옥살산 화합물과 함께 물에 분산시키고 이를 반응시킴으로써 원하는 전해염을 보다 우수한 수율로 안정적으로 제조할 수 있으며, 고 순도의 전해염을 얻을 수 있는 우수한 효과가 있다.The method for producing an electrolytic salt according to embodiments of the present invention is i) pulverizing a lithium compound and a boron compound into particles having a number average particle diameter (D n50 ) of 0.5 to 100 μm and a maximum particle diameter (D n99 ) of 250 to 500 μm Forming a pulverized product, ii) dispersing the pulverized product together with an oxalic acid compound in water to form a dispersion mixture, and iii) reacting the dispersion mixture to form a lithium-boron complex salt do it with According to the present invention, a lithium compound and a boron compound, which are reaction raw materials, as described above, are first crushed into particles of a specific size, and then dispersed in water together with an oxalic acid compound and reacted, thereby stably producing a desired electrolyte salt with a better yield. , there is an excellent effect of obtaining a high-purity electrolytic salt.

본 기재에서, "분쇄물을 함께 분산시킨다"라고 함은 분산되는 분쇄물 원료들을 분산매에 동시에 투입하는 경우뿐만 아니라, 분쇄물 원료들을 분산매에 각각 투입한 후 분산매에 함께 분산된 상태를 형성하는 경우를 포함한다.In the present description, “dispersing the pulverized material together” means not only when the dispersed pulverized materials are simultaneously added to the dispersion medium, but also when the pulverized materials are added to the dispersion medium and then dispersed together in the dispersing medium includes

본 기재에서, 수평균입경(Dn50)은 말번 마스터 사이져 3000(Malvern Mastersizer 3000, Malvern Instruments, Inc.)를 이용하여 측정된 입자 크기의 누적 분포율 50% 지점의 입경을 의미하며, 최대입경(Dn99)은 누적 분포율 99% 지점의 입경을 의미한다.In the present description, the number average particle diameter (D n50 ) means the particle diameter at the point of 50% of the cumulative distribution rate of the particle size measured using the Malvern Mastersizer 3000 (Malvern Instruments, Inc.), and the maximum particle diameter ( D n99 ) means the particle size at the 99% cumulative distribution rate.

상기 ⅰ) 단계에서는, 리튬 화합물 및 붕소 화합물을 수평균입경(Dn50) 0.5 내지 100㎛의 입자로 분쇄할 수 있고, 바람직하게는 1 내지 50㎛, 더욱 바람직하게는 10 내지 30㎛으로 분쇄할 수 있다. 이때 최대입경(Dn99)은 500㎛ 미만, 바람직하게는 400㎛ 미만, 더욱 바람직하게는 300㎛ 미만일 수 있고, 또는 상기 분쇄되는 입자의 최대입경(Dn99)은 250 내지 500㎛, 바람직하게는 260 내지 400㎛, 더욱 바람직하게는 270 내지 300㎛, 가장 바람직하게는 270 내지 290㎛일 수 있다. 상기 범위 내에서 물에 분산 시 습윤이 용이하게 이루어지고 반응물의 침전이 방지되어 물에 대한 분산성 및 반응성이 향상되며, 전해염 제조 효율이 보다 우수한 효과가 있다. 본 발명은 고체상의 반응 원료를 단순히 분쇄하여 물에 분산시킨 후 반응시키는 것과 달리 상기와 같이 한정된 범위의 입경을 갖도록 분쇄하여 사용함으로써 반응물의 반응 참여율을 더욱 높일 수 있고, 전해염 제조 효율이 보다 향상될 수 있다.In step i), the lithium compound and the boron compound can be pulverized into particles having a number average particle diameter (D n50 ) of 0.5 to 100 μm, preferably 1 to 50 μm, more preferably 10 to 30 μm. can In this case, the maximum particle diameter (D n99 ) may be less than 500 μm, preferably less than 400 μm, more preferably less than 300 μm, or the maximum particle diameter (D n99 ) of the pulverized particles is 250 to 500 μm, preferably 260 to 400 μm, more preferably 270 to 300 μm, and most preferably 270 to 290 μm. When dispersed in water within the above range, wetting is facilitated, and precipitation of reactants is prevented, thereby improving dispersibility and reactivity to water, and there is an effect that the electrolytic salt production efficiency is more excellent. In the present invention, the reaction participation rate of the reactants can be further increased, and the electrolytic salt production efficiency is further improved by pulverizing and using the solid reaction raw material to have a particle diameter in the limited range as described above, unlike the simple pulverization and dispersing in water and then reacting. can be

상기 ⅰ) 단계는 일례로 리튬 화합물 및 붕소 화합물을 분쇄할 때 별도의 분쇄기를 이용하여 개별 분쇄할 수 있다. 염기성을 띠는 리튬 화합물 및 산성을 띠는 붕소 화합물을 혼합하여 함께 분쇄하는 경우, 비록 고체상태처럼 보이나 산염기 반응을 일으킬 수 있고, 이 경우 리튬염 및 물이 생성되어 반응물의 원활한 혼합이 어려워지며, 물에 대한 분산성이 떨어져 반응 효율이 저하될 수 있다. 따라서 고체의 반응 원료인 리튬 화합물 및 붕소 화합물은 별도의 분쇄기를 이용하여 각각 개별적으로 분쇄하는 것이 바람직하며, 상기 분쇄는 바람직하게는 건식 분쇄기를 이용한 건식 분쇄일 수 있다. 이 경우, 건조 분말 상태의 반응물들 간 산-염기 반응을 통해 생성된 물에 의해 분말 상태의 반응물이 뭉쳐지는 것을 방지하여 반응물이 균일하게 분산시킬 수 있으므로 반응 효율을 향상되는 효과가 있다.In step i), for example, when the lithium compound and the boron compound are pulverized, they may be individually pulverized using a separate pulverizer. When a basic lithium compound and an acidic boron compound are mixed and pulverized together, an acid-base reaction may occur, although it appears in a solid state. In this case, lithium salt and water are generated, making it difficult to mix the reactants smoothly. , the dispersibility in water may decrease and the reaction efficiency may decrease. Accordingly, the lithium compound and boron compound, which are solid reaction raw materials, are preferably individually pulverized using a separate pulverizer, and the pulverization may be preferably dry pulverization using a dry pulverizer. In this case, since the reactants in the powder state can be uniformly dispersed by preventing agglomeration of the reactants in the powder state by the water generated through the acid-base reaction between the reactants in the dry powder state, there is an effect of improving the reaction efficiency.

상기 분쇄기는 일례로 기계적 분쇄 방식의 분쇄기를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 볼 밀링기 또는 에어제트 밀링기일 수 있고, 더욱 바람직하게는 볼 밀링기일 수 있다. 볼 볼링기를 사용하는 경우, 일례로 지르코니아 비드와 같은 세라믹 소재를 사용하여 원재료를 분쇄하기 때문에, 스테인리스 또는 티타늄 등의 금속성 기계장치 부재로부터 유입될 수 있는 금속성 오염원으로부터 자유로운 이점을 갖는 바, 이를 이용할 경우 원재료를 고순도로 분쇄할 수 있는 효과가 있다. 에어제트 밀링기를 사용하는 경우에는, 입도분포가 좁고, 미세한 미립자를 수득할 수 있어 추후 분산 공정과 반응에 있어 용이한 분산과 반응 효율 증대의 효과를 얻을 수 있다.The pulverizer may be, for example, a mechanical pulverizing pulverizer, preferably a ball mill or an air jet mill, and more preferably a ball mill. When a ball bowling machine is used, for example, since the raw material is pulverized using a ceramic material such as zirconia beads, it has the advantage of being free from metallic contamination sources that may be introduced from metallic mechanical device members such as stainless steel or titanium. It has the effect of pulverizing raw materials with high purity. In the case of using an air jet mill, the particle size distribution is narrow and fine particles can be obtained, so that it is possible to obtain the effect of easy dispersion and increased reaction efficiency in the subsequent dispersion process and reaction.

상기 ⅱ) 단계에서는, 상기 분쇄된 리튬 화합물 및 붕소 화합물의 분쇄물을 옥살산 화합물과 함께 물에 분산시켜 반응 매개(medium) 중에서 반응물들이 균질하게 혼합되도록 한다. 상기 ⅱ) 단계는 바람직한 일례로 ⅱ-1) 상기 분쇄물을 물에 투입하여 분산시키는 단계; 및 ⅱ-2) 상기 분쇄물이 분산된 물에 옥살산 화합물을 투입하여 분산시키는 단계;를 포함할 수 있다. In step ii), the pulverized product of the pulverized lithium compound and the boron compound is dispersed in water together with the oxalic acid compound so that the reactants are homogeneously mixed in a reaction medium. In a preferred example, step ii) comprises: ii-1) dispersing the pulverized product by dispersing it in water; and ii-2) dispersing an oxalic acid compound in the water in which the pulverized product is dispersed.

이때, 상기 ⅱ) 단계에서 리튬 화합물 분쇄물, 붕소 화합물 분쇄물 및 옥살산 화합물은 일례로 물 중의 총 고형분 함량을 기준으로 40 내지 95 중량%의 농도가 되도록 물에 분산될 수 있다. 상기 물에 투입되는 총 반응물 농도는 고형분 함량을 기준으로 바람직하게는 50 내지 90 중량%, 더욱 바람직하게는 60 내지 88 중량%, 가장 바람직하게는 65 내지 85 중량%일 수 있으며, 상기 범위 내에서 반응물의 농도가 높아 생산성이 향상되고, 전해염 생성 반응의 정반응이 우세해지므로 반응 효율이 개선되는 효과가 있다.In this case, in step ii), the pulverized lithium compound, pulverized boron compound, and oxalic acid compound may be dispersed in water to a concentration of 40 to 95 wt % based on the total solid content in water, for example. The total reactant concentration added to the water may be preferably 50 to 90% by weight, more preferably 60 to 88% by weight, and most preferably 65 to 85% by weight, based on the solid content, within the above range. Since the concentration of the reactant is high, the productivity is improved, and the forward reaction of the electrolytic salt production reaction is dominant, so that the reaction efficiency is improved.

리튬 화합물의 일례로 수산화리튬 1수화물의 경우, 20℃에서 이론 용해도가 약 22.3 중량%이고, 붕소 화합물의 일례로 붕산의 경우 20℃에서 이론 용해도가 약 4.7 중량%로, 본 발명은 상기와 같이 반응물을 물에 투입할 때 포화용해도를 초과하는 과량으로 투입하여 용해되지 않은 나머지 반응물을 물에 고르게 분산시키는 것을 특징으로 한다. In the case of lithium hydroxide monohydrate as an example of the lithium compound, the theoretical solubility at 20 ° C. is about 22.3 wt %, and in the case of boric acid as an example of the boron compound, the theoretical solubility at 20 ° C is about 4.7 wt %, the present invention is as described above When the reactant is added to water, it is characterized in that the remaining undissolved reactant is evenly dispersed in water by adding an excess exceeding the saturation solubility.

종래 기술에서는 전해염의 제조 시 리튬 화합물, 붕소 화합물 및 옥살산 화합물 등의 반응 원료를 단순히 물에 용해시켜 전해염을 제조하였으나, 이 경우 상기 반응물들이 물에 용해되면서 형성된 리튬 양이온과 옥살레이트 음이온(C2O4 2-)이 반응하여 리튬옥살레이트(Li2-C2O4)라는 부산물이 생성되어 전해염의 순도가 떨어지므로, 이를 전해액에 첨가 시 원하는 전지 성능 향상 효과를 충분히 얻기 힘든 문제가 있었다.In the prior art, when preparing an electrolyte salt, an electrolyte salt was prepared by simply dissolving reaction raw materials such as a lithium compound, a boron compound, and an oxalic acid compound in water. In this case, a lithium cation and an oxalate anion (C 2 O 4 2- ) reacts to generate a by-product called lithium oxalate (Li 2 -C 2 O 4 ), and thus the purity of the electrolytic salt decreases.

본 발명은 종래기술과 달리, 상기 리튬 화합물 및 붕소 화합물의 분쇄물을 상기와 같이 포화 용해도를 초과하는 과량으로 물에 동시에, 또는 순차적으로 투입하고 고속 교반하면서 물에 분산시킨 후, 옥살산 화합물을 투입하여 반응시키는 것을 특징으로 한다. 상기 리튬 화합물 및 붕소 화합물 입자가 물에 투입되면서 물에 일부 용해되나, 용해되지 않은 나머지 입자를 고속으로 고르게 분산시켜 분산상을 형성한다. 이를 통해 물에 분산된 리튬 화합물 입자의 표면이 붕소 화합물에 의해 유리화 즉, 일종의 보호막이 형성됨으로써 리튬의 이온화 속도를 늦출 수 있다. 리튬의 이온화 속도가 늦춰지면서, 옥살산 화합물이 투입되어도 상술한 부산물의 생성이 방지될 수 있고, 전해염 생성의 정반응이 우세해져 전해염의 순도가 향상되는 효과가 있다. 본 발명은 상기와 같이 반응물을 미세하게 분쇄하고 이를 물에서 고르게 분산시켜 반응물의 반응 참여율을 높일 수 있으며, 동시에 물에 투입 시 포화 용해도를 초과하는 범위의 과량으로 투입하고 반응물을 순차적으로 나누어 투입함으로써 반응 속도를 제어하여 부산물의 생성을 방지할 수 있고, 결과적으로 반응 효율이 향상되어 전해염을 높은 순도 및 높은 수율로 제조할 수 있다.In the present invention, unlike the prior art, the pulverized product of the lithium compound and the boron compound is simultaneously or sequentially added to water in an excess exceeding the saturated solubility as described above, dispersed in water while stirring at high speed, and then the oxalic acid compound is added It is characterized in that it reacts. The lithium compound and boron compound particles are partially dissolved in water while being added to the water, but the remaining particles that are not dissolved are evenly dispersed at a high speed to form a dispersed phase. Through this, the surface of the lithium compound particles dispersed in water is vitrified by the boron compound, that is, a kind of protective film is formed, thereby slowing the ionization rate of lithium. As the ionization rate of lithium is slowed, even when an oxalic acid compound is added, the above-described by-products can be prevented from being generated, and the forward reaction of the electrolytic salt production is dominant, thereby improving the purity of the electrolytic salt. The present invention can increase the reaction participation rate of the reactants by finely pulverizing the reactants as described above and evenly dispersing them in water. By controlling the reaction rate, it is possible to prevent the formation of by-products, and as a result, the reaction efficiency is improved, so that the electrolytic salt can be prepared with high purity and high yield.

상기 반응계 내로 투입되는 리튬 화합물, 붕소 화합물 및 옥살산 화합물의 몰비는 일례로 1 : 0.5 내지 2 : 1 내지 3일 수 있고, 바람직하게는 1 : 0.7 내지 1.2 : 1.5 내지 2, 더욱 바람직하게는 1 : 0.8 내지 1.1 : 1.5 내지 2.5일 수 있고, 이 범위 내에서 반응되지 못하고 낭비되는 반응 원료 없이 원하는 전해염의 수율을 향상시켜 경제적으로 더욱 유리한 이점이 있다.The molar ratio of the lithium compound, boron compound, and oxalic acid compound introduced into the reaction system may be, for example, 1: 0.5 to 2: 1-3, preferably 1: 0.7 to 1.2: 1.5 to 2, more preferably 1: 0.8 to 1.1: It may be 1.5 to 2.5, and there is an economically more advantageous advantage by improving the yield of the desired electrolytic salt without reacting and wasted reaction raw materials within this range.

상기 전해염의 제조에 사용되는 상기 리튬 화합물은 일례로 수산화리튬, 수산화리튬 수화물, 탄산리튬, 또는 리튬 산화물일 수 있고, 바람직하게는 수산화리튬 또는 수산화리튬 수화물일 수 있다. 이 경우, 부산물의 생성을 억제하고 원하는 전해염의 생성 효율이 더욱 향상될 수 있다.The lithium compound used in the preparation of the electrolytic salt may be, for example, lithium hydroxide, lithium hydroxide hydrate, lithium carbonate, or lithium oxide, preferably lithium hydroxide or lithium hydroxide hydrate. In this case, generation of by-products can be suppressed and the efficiency of generating a desired electrolytic salt can be further improved.

상기 전해염의 제조에 사용되는 상기 붕소 화합물은 일례로 붕산, 붕산 에스테르 또는 보레이트일 수 있고, 바람직하게는 붕산일 수 있으며, 이 경우 부산물의 생성을 억제하고 원하는 전해염의 생성 효율이 더욱 향상될 수 있다.The boron compound used in the preparation of the electrolytic salt may be, for example, boric acid, boric acid ester or borate, preferably boric acid, in which case the generation of by-products is suppressed and the efficiency of generating the desired electrolytic salt can be further improved. .

상기 전해염의 제조에 사용되는 상기 옥살산 화합물은 일례로 옥살산, 옥살산 수화물, 또는 옥살레이트일 수 있고, 바람직하게는 옥살산 또는 옥살산 이수화물일 수 있으며, 이 경우에도 마찬가지로 부산물의 생성을 억제하고 원하는 전해염의 생성 효율이 더욱 향상될 수 있다.The oxalic acid compound used in the preparation of the electrolytic salt may be, for example, oxalic acid, oxalic acid hydrate, or oxalate, and preferably may be oxalic acid or oxalic acid dihydrate, and in this case as well, it suppresses the production of by-products and produces a desired electrolytic salt. Efficiency can be further improved.

상기 제조방법을 통해 제조되는 전해염인 리튬-붕소 착염은 바람직하게는 LiBC4O8일 수 있다. LiBC4O8은 전지 전해액 중의 리튬염 분해는 방지하면서 이온화 및 전해질 이동성을 개선하여 특히 전지의 사용/보관 온도를 크게 넓힐 수 있는 우수한 효과가 있어 전해액 첨가제로서 유용한 전해염으로, 본 발명을 통해 LiBC4O8을 높은 수율로 안정적으로 제조할 수 있으며 순도가 높아 LiBC4O8 첨가에 의한 전지 성능 개선 효과가 더욱 향상될 수 있다.The lithium-boron complex salt, which is an electrolyte salt prepared through the above preparation method, may preferably be LiBC 4 O 8 . LiBC 4 O 8 is an electrolyte salt useful as an electrolyte additive because it has an excellent effect of improving ionization and electrolyte mobility while preventing the decomposition of lithium salts in the battery electrolyte, and in particular, greatly increasing the battery usage/storage temperature. 4 O 8 can be stably produced in high yield and has high purity, so that the effect of improving battery performance by adding LiBC 4 O 8 can be further improved.

상기 ⅲ) 단계의 반응은 일례로 30 내지 240℃의 온도에서 5 내지 20 시간 동안 수행될 수 있다. 상기 반응 시 온도는 바람직하게는 40 내지 120℃일 수 있고, 더욱 바람직하게는 50 내지 100℃일 수 있으며, 상기 반응 시간은 바람직하게는 7 내지 15 시간, 더욱 바람직하게는 10 내지 13시간일 수 있다. 이 경우 비교적 낮은 온도에서 반응을 수행하여 전해염을 용이하게 제조할 수 있고, 반응 효율이 보다 우수한 효과가 있다. 상기 반응은 바람직하게는 질소와 같은 비반응성 분위기 하에서 진행될 수 있다.The reaction of step iii) may be performed, for example, at a temperature of 30 to 240° C. for 5 to 20 hours. The reaction temperature may be preferably 40 to 120 °C, more preferably 50 to 100 °C, and the reaction time is preferably 7 to 15 hours, more preferably 10 to 13 hours. there is. In this case, the electrolytic salt can be easily prepared by carrying out the reaction at a relatively low temperature, and there is an effect that the reaction efficiency is more excellent. The reaction may preferably be carried out under a non-reactive atmosphere such as nitrogen.

본 발명의 전해염 제조방법은 일례로, 상기 ⅲ) 단계에서 생성된 리튬-붕소 착염을 80 내지 320℃의 온도 및 0.1 내지 1 기압(atm) 하에서 5 내지 24 시간 동안 건조시켜 리튬-붕소 착염 분말을 수득하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 건조 시 온도 조건은 바람직하게는 100 내지 250℃, 더욱 바람직하게는 150 내지 220℃일 수 있고, 압력 조건은 바람직하게는 0.5 내지 0.7 기압일 수 있다. 또한, 건조는 상기 온도 및 압력 조건 하에서 5 내지 20 시간, 더욱 바람직하게는 8 내지 13 시간 동안 수행될 수 있으며, 이 범위 내에서 반응 생성물의 건조가 높은 효율로 진행되어 제조 효율이 향상될 수 있다.In the method for preparing an electrolyte salt of the present invention, for example, the lithium-boron complex salt produced in step iii) is dried at a temperature of 80 to 320° C. and 0.1 to 1 atm (atm) for 5 to 24 hours to obtain a lithium-boron complex salt powder. It may further include the step of obtaining The drying temperature condition may be preferably 100 to 250 °C, more preferably 150 to 220 °C, and the pressure condition is preferably 0.5 to 0.7 atmosphere. In addition, drying may be performed for 5 to 20 hours, more preferably 8 to 13 hours under the above temperature and pressure conditions, and within this range, drying of the reaction product proceeds with high efficiency, thereby improving manufacturing efficiency. .

상기 건조된 리튬-붕소 착염 즉, 전해염은 일례로, 상기 건조된 분말 상태에서 잔류 용매량이 10 ppm 이하일 수 일 수 있다. 여기서, 상기 잔류 용매량 중에 포함되는 용매는 카보네이트계 용매를 제외한 것으로, 물 및 정제용매를 의미하며, 상기 정제용매는 일례로 아세토니트릴일 수 있다. 잔류 용매량은 바람직하게는 5 ppm 이하, 더욱 바람직하게는 2 ppm 이하일 수 있으며, 이를 통해 비수계 전해액의 구성 성분인 카보네이트계 용매를 제외한 불필요한 반응 용매의 잔류로 인해 전지 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.In the dried lithium-boron complex salt, that is, the electrolyte salt, for example, the amount of residual solvent in the dried powder state may be 10 ppm or less. Here, the solvent included in the residual solvent amount is excluding the carbonate-based solvent, and refers to water and a purification solvent, and the purification solvent may be, for example, acetonitrile. The amount of residual solvent may be preferably 5 ppm or less, more preferably 2 ppm or less, through which the battery performance is prevented from being deteriorated due to the residual of unnecessary reaction solvent except for the carbonate-based solvent, which is a component of the non-aqueous electrolyte. can

본 발명은 또한, 상기 수득된 리튬-붕소 착염 분말을 카보네이트계 용매에 용해시킨 후 이를 여과시켜 2 내지 20 중량% 농도의 리튬-붕소 착염 용액을 수득하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 이를 통해 최종적으로 수득되는 전해염의 순도를 더욱 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 상기 리튬-붕소 착염 용액은 바람직하게는 3 내지 15 중량%, 더욱 바람직하게는 5 내지 10 중량%의 농도가 되도록 형성될 수 있으며, 이 경우 전지 전해액에 대한 용해도가 향상되어 전해액에 첨가 시 빠르게 용해되고 불용분의 형성을 방지하여 최종적으로 전지의 성능 개선 효과가 더욱 향상될 수 있다.The present invention may further include the step of dissolving the obtained lithium-boron complex salt powder in a carbonate-based solvent and filtering it to obtain a lithium-boron complex salt solution having a concentration of 2 to 20% by weight, through which the final There is an advantage that can further improve the purity of the obtained electrolytic salt. The lithium-boron complex salt solution may be formed to have a concentration of preferably 3 to 15% by weight, more preferably 5 to 10% by weight, and in this case, solubility in the battery electrolyte is improved and dissolved quickly when added to the electrolyte and to prevent the formation of insoluble matter, and finally, the effect of improving the performance of the battery can be further improved.

상기 단계에서 사용되는 카보네이트계 용매는 일례로, 에틸렌 카보네이트(EC), 디에틸 카보네이트(DEC), 에틸메틸 카보네이트(EMC), 디메틸 카보네이트(DMC), 프로필렌 카보네이트(PC), 디프로필 카보네이트(DPC), 부틸렌 카보네이트, 메틸프로필 카보네이트 및 에틸프로필 카보네이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 EC, DEC, EMC 및 DMC로 이루어진 군에서 선택된 2 내지 3종의 혼합 용매일 수 있다. 바람직하게는 EC 및 DEC의 혼합에 DMC 또는 DEC를 1 : 1 내지 7 : 2 내지 4의 부피비로 포함하는 혼합 용매, 더욱 바람직하게는 EC 및 EMC를 1 : 0.5 내지 1.5의 부피비로 포함하는 혼합 용매일 수 있고, 이 경우 전해액에 대한 상용성이 더욱 향상되어 상기 전해염의 전지 전해액에 대한 첨가 효율을 개선시킬 수 있다.The carbonate-based solvent used in the above step is, for example, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), ethylmethyl carbonate (EMC), dimethyl carbonate (DMC), propylene carbonate (PC), dipropyl carbonate (DPC) , butylene carbonate, may be at least one selected from the group consisting of methylpropyl carbonate and ethylpropyl carbonate, and preferably, it may be a mixed solvent of 2 to 3 types selected from the group consisting of EC, DEC, EMC and DMC. Preferably, for mixing EC and DEC, a mixed solvent containing DMC or DEC in a volume ratio of 1:1 to 7:2 to 4, more preferably EC and EMC in a volume ratio of 1:0.5 to 1.5 for mixing In this case, compatibility with the electrolyte may be further improved, thereby improving the efficiency of adding the electrolyte salt to the battery electrolyte.

또한, 상기 제조방법을 통해 제조된 전해염은 일례로 상기 카보네이트계 용매에 용해된 상태 즉, 상기 리튬-붕소 착염 용액의 불용분 함량이 0.5 중량% 이하, 바람직하게는 0.1 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.05 중량% 이하일 수 있으며, 이를 통해 전지 전해액 첨가제로써 전지 성능 개선 효과가 더욱 향상되는 우수한 효과가 있다.In addition, the electrolyte salt prepared through the above preparation method is, for example, dissolved in the carbonate-based solvent, that is, the insoluble content of the lithium-boron complex salt solution is 0.5 wt% or less, preferably 0.1 wt% or less, more preferably It may be less than 0.05% by weight, and through this, there is an excellent effect that the battery performance improvement effect is further improved as a battery electrolyte additive.

본 발명은 상기 전해염 제조방법을 통해 제조된 전해염을 포함하는 전지용 전해액을 제공한다. 상기 전해액은 비수계 리튬 이차전지의 전해액으로서, 상기 전해염을 전해액 첨가제로써 포함하며, 유기용매 및 리튬염을 포함한다.The present invention provides an electrolyte solution for a battery comprising an electrolyte salt prepared by the method for preparing an electrolyte salt. The electrolyte is an electrolyte of a non-aqueous lithium secondary battery, and includes the electrolyte salt as an electrolyte additive, an organic solvent, and a lithium salt.

상기 유기용매는 일례로 카보네이트계 유기용매일 수 있으며, 구체적으로는 에틸렌 카보네이트(EC), 디에틸 카보네이트(DEC), 에틸메틸 카보네이트(EMC), 디메틸 카보네이트(DMC), 프로필렌 카보네이트(PC), 디프로필 카보네이트(DPC), 부틸렌 카보네이트, 메틸프로필 카보네이트 및 에틸프로필 카보네이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 유기용매일 수 있다.The organic solvent may be, for example, a carbonate-based organic solvent, specifically ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), ethylmethyl carbonate (EMC), dimethyl carbonate (DMC), propylene carbonate (PC), di It may be an organic solvent containing at least one selected from the group consisting of propyl carbonate (DPC), butylene carbonate, methylpropyl carbonate, and ethylpropyl carbonate.

상기 유기용매는 일례로 1종 또는 2종 이상의 혼합 용매일 수 있으며, 바람직하게는 전지의 충방전 성능을 높일 수 있도록 높은 이온전도도를 갖는 고유전율의 유기용매 및 용매의 점도가 전지에 적용하기에 적절한 점도를 갖도록 조절할 수 있는 저점도 유기용매를 혼합하여 혼합 용매로 사용할 수 있다.The organic solvent may be, for example, one type or a mixed solvent of two or more types, and preferably, an organic solvent having high ionic conductivity and a viscosity of the solvent having high ionic conductivity so as to increase the charge/discharge performance of the battery to be applied to the battery. A low-viscosity organic solvent that can be adjusted to have an appropriate viscosity may be mixed and used as a mixed solvent.

상기 고유전율의 유기용매로는 일례로 EC 및 PC 등을 사용할 수 있고, 상기 저점도 유기용매로는 일례로 EMC, DMC 및 DEC 등을 사용할 수 있으며, 상기 고유전율 및 저점도 유기용매는 2:8 내지 8:2의 부피부로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, EC 또는 PC와, EMC 및 DEC의 3원 혼합 용매일 수 있으며, EC 또는 PC와, EMC 및 DEC의 비율은 3 : 3 내지 5 : 2 내지 4 일 수 있다.EC and PC may be used as an example of the organic solvent having a high dielectric constant, and EMC, DMC, and DEC may be used as the low viscosity organic solvent, and the high dielectric constant and low viscosity organic solvent is 2: It is preferable to use the mixture in a volume of 8 to 8:2. More specifically, it may be a ternary mixed solvent of EC or PC, EMC and DEC, and a ratio of EC or PC, EMC and DEC may be 3: 3 to 5: 2 to 4.

상기 유기용매는 수분을 포함하는 경우, 전해액 중 리튬 이온이 가수분해될 수 있으므로, 유기용매 중 수분은 150 ppm 이하, 바람직하게는 100 ppm 이하로 통제되는 것이 바람직하다.When the organic solvent contains water, lithium ions in the electrolyte may be hydrolyzed, so the water content in the organic solvent is preferably controlled to be 150 ppm or less, preferably 100 ppm or less.

상기 리튬염은 리튬 이차 전지에서 사용되는 리튬 이온을 제공할 수 있는 화합물이라면 특별한 제한없이 사용할 수 있으며, 구체적으로는 LiPF6, LiBF4, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiB10Cl10, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li 및 (CF3SO2)2NLi로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는 LiPF6일 수 있다.The lithium salt may be used without particular limitation as long as it is a compound capable of providing lithium ions used in a lithium secondary battery, and specifically, LiPF 6 , LiBF 4 , LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4 , LiB 10 Cl 10 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiAlCl 4 , CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, and (CF 3 SO 2 ) 2 NLi may include at least one selected from the group consisting of there is. Preferably, it may be LiPF 6 .

상기 리튬염을 전해액에 용해시키면, 상기 리튬염은 리튬 이차 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 기능하고, 양극과 음극 간의 리튬 이온의 이동을 촉진할 수 있다. 이에 따라, 상기 리튬염은 상기 전해액 중 대략 0.6mol% 내지 2mol%의 농도로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 리튬염의 농도가 0.6mol% 미만인 경우 전해질의 전도도가 낮아져 전해질 성능이 떨어질 수 있고, 2mol%를 초과하는 경우 전해질의 점도가 증가하여 리튬 이온의 이동성이 낮아질 수 있다. 이와 같은 전해질의 전도도 및 리튬 이온의 이동성을 고려하면, 상기 리튬염은 상기 전해액 내에서 바람직하게는 0.7mol% 내지 1.6 mol%, 더욱 바람직하게는 0.8mol% 내지 1.5mol%로 포함될 수 있다.When the lithium salt is dissolved in the electrolyte, the lithium salt functions as a source of lithium ions in the lithium secondary battery, and may promote movement of lithium ions between the positive electrode and the negative electrode. Accordingly, the lithium salt is preferably included in a concentration of about 0.6 mol% to 2 mol% of the electrolyte. If the concentration of the lithium salt is less than 0.6 mol%, the conductivity of the electrolyte may be lowered, and thus electrolyte performance may be deteriorated. Considering the conductivity of the electrolyte and the mobility of lithium ions, the lithium salt may be included in the electrolyte in an amount of preferably 0.7 mol% to 1.6 mol%, more preferably 0.8 mol% to 1.5 mol%.

본 발명의 전지용 전해액은 일례로 상기 전해염 제조방법을 통해 제조된 전해염 외에도, 전지의 수명특성 향상, 전지 용량 감소 억제, 전지의 방전 용량 향상 등을 목적으로 일반적으로 전해액에 사용될 수 있는 첨가제(이하, 기타 첨가제라 함)를 더 포함할 수 있다.The electrolyte solution for a battery of the present invention, for example, in addition to the electrolyte salt prepared by the method for preparing an electrolyte salt, an additive ( Hereinafter, referred to as other additives) may be further included.

상기 기타 첨가제 성분으로서 일례로 금속 포스페이트계 화합물을 포함할 수 있다.The other additive component may include, for example, a metal phosphate-based compound.

상기 금속 포스페이트계 화합물은 리튬 디플루오로(비스옥살라토) 포스페이트(LiDFOP), 리튬 테트라플루오로 옥살라토 포스페이트(LiTFOP), 리튬 디플루오로포스페이트 및 리튬 트리옥살라토 포스페이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이다.The metal phosphate-based compound is selected from the group consisting of lithium difluoro (bisoxalato) phosphate (LiDFOP), lithium tetrafluoro oxalato phosphate (LiTFOP), lithium difluorophosphate and lithium trioxalato phosphate. more than one

상기 금속 포스페이트계 화합물은 리튬이차전지, 리튬 이온 캐퍼시터 등의 성능 향상을 위해 첨가되는 성분으로, 전해액에 0.3 내지 1.5 중량%, 바람직하게는 0.7 내지 1.2 중량%로 포함될 수 있다. 상기 금속 포스페이트계 화합물의 함량이 상기의 범위를 만족할 때 전지의 저온 특성 및 사이클 특성의 개선 효과 측면에서 바람직하다.The metal phosphate-based compound is a component added to improve the performance of a lithium secondary battery, a lithium ion capacitor, etc., and may be included in the electrolyte in an amount of 0.3 to 1.5 wt%, preferably 0.7 to 1.2 wt%. When the content of the metal phosphate-based compound satisfies the above range, it is preferable in terms of improving the low-temperature characteristics and cycle characteristics of the battery.

본 발명은 또 다른 일례로, 상기 전해액을 포함하는 이차전지를 제공할 수 있으며, 상기 이차전지는 음극, 양극. 상기 음극과 양극 사이에 개재된 분리박, 및 상기 전지용 전해액을 포함하는 것을 특징으로 한다.As another example, the present invention may provide a secondary battery including the electrolyte, wherein the secondary battery includes a negative electrode and a positive electrode. It is characterized in that it comprises a separation foil interposed between the negative electrode and the positive electrode, and the electrolyte solution for the battery.

상기 양극은 일례로 양극 활물질, 바인더 및 선택적으로 도전제를 혼합하여 양극 활물질층 형성용 조성물을 제조한 후, 이를 알루미늄 호일 등의 양극 전류 집전체에 도포하여 제조할 수 있다.The positive electrode may be prepared by, for example, mixing a positive electrode active material, a binder, and optionally a conductive agent to prepare a composition for forming a positive electrode active material layer, and then applying it to a positive electrode current collector such as aluminum foil.

상기 양극 활물질은 일례로 리튬 이차전지에 사용되는 통상의 NCM(리튬 니켈 망간 코발트 산화물, LiNiMnCoO2) 양극 활물질을 사용할 수 있고, 구체적으로는 화학식 Li[NixCo1-x-yMny]O2(여기서 0<x<0.5, 0<y<0.5) 형태의 리튬 복합금속 산화물일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. The positive active material may be, for example, a typical NCM (lithium nickel manganese cobalt oxide, LiNiMnCoO 2 ) positive electrode active material used in lithium secondary batteries, specifically, the formula Li[NixCo 1-xy Mn y ]O 2 (where 0 It may be a lithium composite metal oxide in the form of <x<0.5, 0<y<0.5), but is not limited thereto.

상기 리튬 복합금속 산화물의 화학식 Li[NixCo1-x-yMny]O2의 변수 x, y는 일례로 0.0001<x<0.5, 0.0001<y<0.5, 또는 0.001<x<0.3, 0.001<y<0.3일 수 있다. Variables x and y of the formula Li[NixCo 1-xy Mn y ]O 2 of the lithium composite metal oxide are, for example, 0.0001<x<0.5, 0.0001<y<0.5, or 0.001<x<0.3, 0.001<y<0.3 can be

상기 양극 활물질은 다른 예로 리튬의 가역적인 인터칼레이션(intercalation) 및 디인터칼레이션(de intercalation)이 가능한 화합물(리티에이티드 인터칼레이션 화합물)을 사용할 수 있다.As another example of the positive active material, a compound capable of reversible intercalation and de-intercalation of lithium (a lithiated intercalation compound) may be used.

상기 화합물 중에서도 전지의 용량 특성 및 안정성을 높일 수 있다는 점에서 LiCoO2, LiMnO2, LiMn2O4, LiNiO2,LiNixMn(1-x)O2(단, 0<x<1), 및 LiM1xM2yO2(단, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1, M1 및 M2는 각각 독립적으로 Al, Sr, Mg 및 La로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이다)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이 바람직하다.Among the above compounds, LiCoO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 , LiNi x Mn (1-x) O 2 (provided that 0<x<1), and LiM1 x M2 y O 2 (provided that 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1, M1 and M2 are each independently any one selected from the group consisting of Al, Sr, Mg and La ), preferably at least one selected from the group consisting of.

상기 음극은 일례로 음극 활물질, 바인더 및 선택적으로 도전제를 혼합하여 음극 활물질층 형성용 조성물을 제조한 후, 이를 구리 포일 등의 음극 전류 집전체에 도포하여 제조할 수 있다.The negative electrode may be prepared by, for example, mixing a negative electrode active material, a binder, and optionally a conductive agent to prepare a composition for forming the negative electrode active material layer, and then applying it to a negative electrode current collector such as copper foil.

상기 음극 활물질로는 일례로 리튬의 가역적인 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물을 사용할 수 있다.As the anode active material, for example, a compound capable of reversible intercalation and deintercalation of lithium may be used.

상기 음극 활물질의 구체적인 예로는 인조흑연, 천연흑연, 흑연화 탄소섬유, 비정질탄소 등의 탄소질 재료일 수 있다. 또한, 상기 탄소질 재료 이외에, 리튬과 합금화가 가능한 금속질 화합물, 또는 금속질 화합물과 탄소질재료를 포함하는 복합물도 음극 활물질로 사용할 수 있고, 일례로 그라파이트(graphite)일 수 있다.Specific examples of the anode active material may be carbonaceous materials such as artificial graphite, natural graphite, graphitized carbon fiber, and amorphous carbon. In addition to the carbonaceous material, a metal compound capable of alloying with lithium, or a composite including a metal compound and a carbonaceous material may be used as the negative electrode active material, and may be graphite, for example.

상기 리튬과 합금화가 가능한 금속으로는, 일례로 Si, Al, Sn, Pb,Zn, Bi, In, Mg, Ga, Cd, Si합금, Sn합금 또는 Al합금 중 적어도 어느 하나가 사용될 수 있다.As the metal capable of alloying with lithium, for example, at least one of Si, Al, Sn, Pb, Zn, Bi, In, Mg, Ga, Cd, Si alloy, Sn alloy, or Al alloy may be used.

또한, 상기 음극 활물질로서 금속 리튬 박막을 사용할 수도 있다. 상기 음극 활물질로는 안정성이 높다는 면에서 결정질 탄소, 비결정질 탄소, 탄소 복합체, 리튬 금속 및 리튬을 포함하는 합금으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.In addition, a metal lithium thin film may be used as the negative electrode active material. As the negative active material, in view of high stability, any one or more selected from the group consisting of crystalline carbon, amorphous carbon, carbon composite material, lithium metal, and an alloy containing lithium may be used.

본 발명의 이차전지는, 본 발명의 전해염 제조방법을 통해 제조된 전해염을 전해액 첨가제로 포함함으로써, 전지 충전 저항, 출력 특성, 저온 및 고온에서의 용량 회복 특성 및 수명 특성 등 전지 특성 개선 효과가 더욱 향상되는 효과가 있다.The secondary battery of the present invention includes the electrolyte salt prepared by the method for preparing an electrolyte salt of the present invention as an electrolyte additive, thereby improving battery characteristics such as battery charge resistance, output characteristics, capacity recovery characteristics at low and high temperatures, and lifespan characteristics has a further improved effect.

구체적으로, 상기 본 발명의 전해염을 전해액 중에 포함하는 이차전지는 25℃의 상온에서 300 사이클 충방전 후 용량 유지율을 나타내는 수명 효율이 85% 이상, 바람직하게는 88% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상일 수 있으며, 이 경우 전지의 수명 효율이 뛰어나 전지 수명이 크게 개선되는 효과가 있다. 따라서, 본 발명의 전해염 제조방법을 통해 제조된 전해염을 전해액 중에 포함하는 이차전지는 다양한 환경에서 장기간 사용하기 적합하므로 전지의 사용 용도 및 효율을 더욱 확장시킬 수 있다.Specifically, the secondary battery comprising the electrolyte salt of the present invention in the electrolyte has a lifespan efficiency of 85% or more, preferably 88% or more, more preferably 90 % or more, and in this case, the lifespan efficiency of the battery is excellent and the battery life is greatly improved. Accordingly, since the secondary battery including the electrolyte prepared by the method for preparing an electrolyte salt of the present invention in an electrolyte solution is suitable for long-term use in various environments, the usage and efficiency of the battery can be further expanded.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.Hereinafter, preferred examples are presented to help the understanding of the present invention, but the following examples are merely illustrative of the present invention, and it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications are possible within the scope and spirit of the present invention, It goes without saying that such variations and modifications fall within the scope of the appended claims.

실시예 1Example 1

ⅰ) 리튬 화합물 및 붕소 화합물의 분쇄i) Pulverization of lithium compounds and boron compounds

리튬 화합물로는 최대입경 Dn99가 980㎛인 LiOH·H2O, 붕소 화합물로는 Dn99가 1,140㎛인 H3BO3를 각각 에어제트밀로 건식 분쇄하여 수평균입경 Dn50이 각각 15㎛ 및 13㎛인 분쇄물을 얻었다.LiOH·H 2 O with a maximum particle diameter of D n99 of 980 μm as a lithium compound, and H 3 BO 3 with a D n99 of 1,140 μm as a boron compound were dry pulverized with an air jet mill, respectively, with a number average particle diameter of D n50 of 15 μm and A pulverized product having a size of 13 μm was obtained.

ⅱ) 반응물의 분산ii) Dispersion of reactants

5L 용량의 3구 플라스크에 증류수 1L를 넣고, H3BO3 (D50=13㎛) 6.25 몰(387g)을 투입한 후 고속교반기를 사용하여 고르게 분산시켰다. 히팅멘틀을 사용하여 반응조 내부의 온도가 40℃(제1 구간 온도)가 되도록 하여 1시간 동안 유지시켰다. 여기에, LiOH·H2O (D50=15㎛) 6.25 몰(264g)을 투입한 후 고속교반를 사용하여 고르게 분산시켰다. 히팅멘틀을 사용하여 반응조 내부의 온도가 50℃(제2 구간 온도)가 되도록 하고 1시간 동안 유지시켰다. 충분히 분산되어 균일 혼합물 상을 이뤘을 때, 옥살산 화합물로 H2C2O4·2H2O 12.5 몰(1,580g)을 투입 후 완전히 용해시켰다. 반응조 내부의 총 고형분 농도를 69 중량%로 하였다. 1L of distilled water was put into a 3-neck flask with a capacity of 5L, and 6.25 mol (387g) of H 3 BO 3 (D 50 =13 μm) was added thereto, and then evenly dispersed using a high-speed stirrer. Using a heating mantle, the temperature inside the reactor was maintained at 40° C. (the first section temperature) and maintained for 1 hour. Here, 6.25 mol (264 g) of LiOH·H 2 O (D 50 =15 μm) was added and then evenly dispersed using high-speed stirring. Using a heating mantle, the temperature inside the reactor was set to 50° C. (the second section temperature) and maintained for 1 hour. When sufficiently dispersed to form a homogeneous mixture, 12.5 mol (1,580 g) of H 2 C 2 O 4 ·2H 2 O was added as an oxalic acid compound and then completely dissolved. The total solid content concentration in the reaction tank was set to 69% by weight.

ⅲ) 반응 및 리튬-붕소 착염의 생성iii) Reaction and production of lithium-boron complex salts

히팅멘틀을 사용하여 반응조 내부의 온도가 80℃(제3 구간 온도)이 되도록 하여 6시간 동안 유지시켰다. 수득한 합성물을 뚜껑이 있는 유리용기에 옮겨 담아 200℃로 예열된 건조기 안에 넣고 12시간 동안 건조기 내부 기압을 시간당 30 mmHg씩 낮추어 감압 건조시켜, 건조된 리튬-붕소 착염을 수득했다.Using a heating mantle, the temperature inside the reactor was maintained at 80° C. (the third section temperature) and maintained for 6 hours. The obtained compound was transferred to a glass container with a lid, placed in a dryer preheated to 200° C., and dried under reduced pressure by lowering the internal pressure of the dryer by 30 mmHg per hour for 12 hours to obtain a dried lithium-boron complex salt.

ⅳ) 수득된 리튬-붕소 착염의 여과iv) Filtration of the obtained lithium-boron complex salt

상기 수득된 건조 리튬-붕소 착염을 EC 및 EMC가 1:1의 중량비로 혼합된 카보네이트계 용매에 10 중량%의 농도가 되도록 용해시키고, 멤브레인 여과법을 통해 불용분을 제거했다.The obtained dry lithium-boron complex salt was dissolved in a carbonate-based solvent in which EC and EMC were mixed in a weight ratio of 1:1 to a concentration of 10% by weight, and insoluble matter was removed through membrane filtration.

ⅴ) 전해액의 제조ⅴ) Preparation of electrolyte

DMC, EMC 및 EC가 1:1:1의 부피비가 되도록 바탕 용매를 구성하고, 상기 여과된 리튬-붕소 착염을 1.25 중량%의 농도로 투입한 후, 전해질로서 1.2M의 LiPF6 및 LiBF4을 첨가하고 충분히 용해시켜 전지용 전해액을 제조하였다.DMC, EMC, and EC were composed of a background solvent in a volume ratio of 1:1:1, and the filtered lithium-boron complex salt was added at a concentration of 1.25% by weight, and then 1.2M of LiPF 6 and LiBF 4 were added as electrolytes. It was added and sufficiently dissolved to prepare an electrolyte solution for a battery.

실시예 2Example 2

상기 실시예 1에서, 제3 구간의 반응 온도를 60℃로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.In Example 1, it was carried out in the same manner as in Example 1, except that the reaction temperature of the third section was changed to 60 °C.

실시예 3Example 3

상기 실시예 1에서, 반응조 내부의 고형분 농도를 78 중량%로 변경하고, 제3 구간의 반응 온도를 60℃로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.In Example 1, it was carried out in the same manner as in Example 1, except that the solid content concentration inside the reaction tank was changed to 78 wt%, and the reaction temperature of the third section was changed to 60 °C.

실시예 4Example 4

상기 실시예 1에서, 붕산 화합물을 Dn50이 44㎛인 H3BO3로 변경하고, 제3 구간의 반응 온도를 60℃로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.In Example 1, the boric acid compound was changed to H 3 BO 3 having a D n50 of 44 μm, and the same as in Example 1 was performed except that the reaction temperature of the third section was changed to 60°C.

비교예 1Comparative Example 1

상기 실시예 1에서, Dn99가 980㎛인 LiOH·H2O 및 Dn99가 1,140㎛인 H3BO3를 분쇄 과정 없이 반응조에 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.In Example 1, LiOH·H 2 O having a D n99 of 980 μm and H 3 BO 3 having a D n99 of 1,140 μm were introduced into the reactor without a grinding process, and the same procedure as in Example 1 was performed.

비교예 2Comparative Example 2

상기 실시예 1에서, Dn99가 980㎛인 LiOH·H2O 및 Dn99가 1,140㎛인 H3BO3를 분쇄 과정 없이 반응조에 투입하고, 반응조의 고형분 농도를 78 중량%로 하였으며, 제3 구간의 반응 온도를 60℃로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.In Example 1, LiOH·H 2 O having a D n99 of 980 μm and H 3 BO 3 having a D n99 of 1,140 μm were introduced into the reactor without a grinding process, and the solids concentration of the reactor was 78% by weight, and the third Except for changing the reaction temperature of the section to 60 ℃ was carried out in the same manner as in Example 1.

참고예 1Reference Example 1

상기 실시예 1에서, 분쇄된 LiOH·H2O 입자의 Dn50가 52㎛이고, 분쇄된 H3BO3 입자의 Dn50가 44㎛으로 변경하고, 여과 단계에서 사용한 정제 용매를 아세토니트릴을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.In Example 1, the D n50 of the pulverized LiOH·H 2 O particles was 52 μm, the D n50 of the pulverized H 3 BO 3 particles was changed to 44 μm, and the purification solvent used in the filtration step was acetonitrile. Except that, it was carried out in the same manner as in Example 1.

참고예 2Reference Example 2

상기 실시예 1에서, 반응조의 고형분 농도를 15 중량%로 하였으며, 제3 구간의 반응 온도를 60℃로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.In Example 1, the solid content concentration of the reaction tank was 15 wt%, and the same procedure as in Example 1 was carried out except that the reaction temperature of the third section was changed to 60°C.

전지의 제조manufacture of batteries

양극 활물질로서 Li(Ni0.5Co0.2Mn0.3)O2 92 중량%, 도전제로 카본 블랙(carbon black) 4 중량%, 바인더로 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF) 4 중량%를 용매인 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)에 첨가하여 양극 혼합물 슬러리를 제조하였다. 상기 양극 혼합물 슬러리를 두께가 20㎛ 정도의 양극 집전체인 알루미늄(Al) 박막에 도포하고, 건조하여 양극을 제조한 후, 롤 프레스(roll press)를 실시하여 양극을 제조하였다.Li (Ni 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 )O 2 92 wt% as a positive active material, 4 wt% of carbon black as a conductive agent, and 4 wt% of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder N-methyl- as a solvent It was added to 2-pyrrolidone (NMP) to prepare a positive electrode mixture slurry. The positive electrode mixture slurry was applied to an aluminum (Al) thin film as a positive electrode current collector having a thickness of about 20 μm, dried to prepare a positive electrode, and then a positive electrode was manufactured by performing a roll press.

음극 활물질로는 탄소 분말, 바인더로 PVdF, 도전제로 카본 블랙(carbon black)을 각각 96 중량%, 3 중량% 및 1 중량%로 하여 용매인 NMP에 첨가하여 음극 혼합물 슬러리를 제조하였다. 상기 음극 혼합물 슬러리를 두께가 10㎛의 음극 집전체인 구리(Cu) 박막에 도포하고, 건조하여 음극을 제조한 후, 롤 프레스(roll press)를 실시하여 음극을 제조하였다.Carbon powder as an anode active material, PVdF as a binder, and carbon black as a conductive agent in 96 wt%, 3 wt%, and 1 wt%, respectively, were added to NMP as a solvent to prepare an anode mixture slurry. The negative electrode mixture slurry was applied to a 10 μm-thick copper (Cu) thin film as a negative electrode current collector, dried to prepare a negative electrode, and then roll press was performed to prepare a negative electrode.

상기와 같이 제조된 양극과 음극을 폴리프로필렌/폴리에틸렌/폴리프로필렌 (PP/PE/PP) 3층으로 이루어진 분리막과 함께 통상적인 방법으로 파우치형 전지를 제작 후, 상기 실시예 1 내지 4, 비교예 1, 2 및 참고예 1, 2에서 제조된 전해액을 주액하여 리튬 이차 전지의 제조를 완성하였다.After preparing a pouch-type battery in a conventional manner with a separator consisting of three layers of polypropylene/polyethylene/polypropylene (PP/PE/PP) for the positive and negative electrodes prepared as described above, Examples 1 to 4, Comparative Examples The electrolyte solution prepared in 1 and 2 and Reference Examples 1 and 2 was injected to complete the manufacture of a lithium secondary battery.

시험예test example

상기에서 제조된 전해염의 수율, 결정수, 비표면적, 잔류용매, 불용분 및 상기 전해염을 포함하는 이차전지의 성능을 평가하기 위해 하기의 방법으로 성능을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1 및 도 1로 나타내었다.In order to evaluate the yield, water of crystallization, specific surface area, residual solvent, insoluble content, and the performance of the secondary battery containing the electrolyte salt prepared above, the performance was measured by the following method, and the results are shown in Table 1 and 1 is shown.

(a) 여과수율: 이론 수득양 대비 여과를 거친 후 실제 수득된 전해염 양의 비로 나타내었다. 불용분이 필터에 걸러지는 양이 많은 경우 상기 수율은 감소한다.(a) Filtration yield: It is expressed as the ratio of the amount of electrolyte obtained actually obtained after filtration to the theoretical amount obtained. When the amount of insoluble matter filtered through the filter is large, the yield is reduced.

(b) 결정수: 수득한 분말(LiBC4O8)을 X선 회절 분석법(XRD, X-ray diffraction)를 측정하여 주 XRD패턴(2세타 19.4°)을 1로 노말라이즈 했을 때 결정수 XRD패턴(2세타 20.1°)의 신호감도 크기로 나타내었다(정수, 단위 없음, 0에 가까울 수록 결정수 없음). 결정수 값은 하기 수학식 1을 이용하여 계산했으며, 칼피셔 수분적정 결과에 연동하여 계수(10000)를 결정하였다.(b) Crystalline water: Crystalline water XRD when the obtained powder (LiBC 4 O 8 ) was measured by X-ray diffraction (XRD, X-ray diffraction) and the main XRD pattern (2 theta 19.4°) was normalized to 1. The signal sensitivity of the pattern (2theta 20.1°) was expressed as a magnitude (integer, no unit, closer to 0, the less determinable). The crystal water value was calculated using Equation 1 below, and the coefficient (10000) was determined in conjunction with the Karl Fischer moisture titration result.

[수학식 1][Equation 1]

결정수(ppm)={(주 XRD패턴의 신호감도)/(결정수 XRD패턴의 신호감도)}*(계수10000)Number of crystals (ppm) = {(Signal sensitivity of the main XRD pattern)/(Signal sensitivity of the number of crystals XRD pattern)}*(Coefficient 10000)

(c) 탁도값: 제조된 전해액을 상온에서 7일간 숙성시킨 후 NTU 탁도측정기를 통해 기록했다.(c) Turbidity value: The prepared electrolyte solution was aged for 7 days at room temperature and then recorded through the NTU turbidity meter.

(d) 잔류용매: 가스크로마토그래피를 이용해 유기용매로 적용한 ACN을 표준물질로 정량하였다.(d) Residual solvent: ACN applied as an organic solvent was quantified as a standard material using gas chromatography.

(e) 불용분: ⅳ) 단계에서 여과 공정을 거친 후 여과되지 않은 초미립자성 불용분으로서, 여과를 거친 용액을 로터리증발농축기를 사용하여 용매를 제거하고 고형분을 수득한 후 5% 묽은염산으로 샘플을 채취한 후 ICP-OES 측정을 통해 리튬의 농도를 정량한다. 이를 통해 불용분의 분율을 검량했다.(e) Insoluble content: Ultrafine particulate insoluble content that has not been filtered after the filtration process in step iv). After removing the solvent from the filtered solution using a rotary evaporator to obtain a solid content, sample with 5% dilute hydrochloric acid After collecting the lithium, the concentration of lithium is quantified through ICP-OES measurement. Through this, the fraction of insoluble matter was calibrated.

(f) 전지 수명효율: 상기 실시예 및 비교예에서 제조된 리튬 이차전지를 하룻밤 실온에 방치한 다음, 이차전지 충방전 시험장치를 이용하여 충방전을 수행하였다. 먼저, 25℃에서 CC(Constant current)/CV(Constant voltage) 조건에서 4.2V(0.5C rate)로 충전하고, 10분 동안 휴지 후 CC(0.5C rate) 조건에서 2.7V까지 방전하였다. 이때 표준 용량(Normal capacity)은 1000mAh이었다. 상기 충전 및 방전을 1 사이클로 하여 300 사이클 반복 실시 후 충방전에 따른 용량을 측정하였다. 1 사이클 방전 용량 대비 300 사이클 이후 방전용량의 유지율을 계산하였다.(f) Battery life efficiency: The lithium secondary batteries prepared in Examples and Comparative Examples were left at room temperature overnight, and then charged and discharged using a secondary battery charge/discharge tester. First, it was charged at 4.2V (0.5C rate) under CC (Constant current)/CV (Constant voltage) conditions at 25° C., and after resting for 10 minutes, it was discharged to 2.7V under CC (0.5C rate) conditions. At this time, the standard capacity (Normal capacity) was 1000mAh. The charging and discharging were performed as 1 cycle, and after repeated 300 cycles, the capacity according to the charging and discharging was measured. The maintenance ratio of the discharge capacity after 300 cycles compared to the discharge capacity of 1 cycle was calculated.

(g) 평균입경 측정: 시료 분말을 불용성 용매에 0.5%로 초음파 분산기를 이용하여 완전히 분산시켰다. 상기 분산액을 입도분석기에 주입하여 분산액에 분산되어 있는 입자의 수평균입자크기를 측정했다.(g) Measurement of average particle size: The sample powder was completely dispersed in an insoluble solvent at 0.5% using an ultrasonic disperser. The dispersion was injected into a particle size analyzer to measure the number average particle size of the particles dispersed in the dispersion.

구분division 실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 실시예4Example 4 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 참고예1Reference Example 1 참고예2Reference Example 2 여과수율
(%)
Filtration yield
(%)
9999 9797 9595 9292 6868 5454 8989 수득불가unobtainable
결정수
(ppm)
crystal water
(ppm)
4343 3535 5252 9191 12991299 962962 293293 --
탁도값Turbidity value 4.34.3 3.83.8 4.64.6 6.76.7 11.211.2 9.69.6 14.514.5 -- 잔류용매
(ppm)
residual solvent
(ppm)
불검출non-detection 불검출non-detection 불검출non-detection 불검출non-detection 불검출non-detection 불검출non-detection 7878 --
불용분
(%)
insoluble matter
(%)
0.010.01 0.020.02 0.010.01 0.030.03 0.010.01 0.020.02 0.160.16 --
용량유지율
(%)
Capacity retention rate
(%)
9696 9292 9494 8989 7878 7474 6%6% --

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 4는 여과수율이 92% 이상으로 높고, 결정수는 91 ppm 이하로 낮고, 탁도값은 6.7 이하로 낮고, 잔류용매는 검출되지 않았으며, 불용분 함량도 0.03%로 낮아 전해염의 제조 수율 및 순도가 매우 높은 것을 알 수 있다. 또한, 이를 전지 전해액에 투입하여 제조된 전지의 용량유지율이 89% 이상으로 전지의 수명 확장 효과가 우수한 것을 알 수 있다.As shown in Table 1, Examples 1 to 4 of the present invention had a high filtration yield of 92% or more, a low crystal water of 91 ppm or less, a turbidity value of 6.7 or less, and no residual solvent was detected. , it can be seen that the production yield and purity of the electrolytic salt are very high as the insoluble content is also low as 0.03%. In addition, it can be seen that the capacity retention rate of the battery prepared by putting it in the battery electrolyte is 89% or more, indicating that the battery life extension effect is excellent.

반면에, 비교예 1 및 2의 경우에는 여과수율이 떨어지고, 결정수가 크게 높아졌고, 탁도값이 높게 나타난 것을 알 수 있다. 비교예 1 및 2를 전지 전해액에 투입하여 제조된 전지의 용량유지율 역시 본 발명의 실시예 대비 떨어지는 것으로 나타났다.On the other hand, in the case of Comparative Examples 1 and 2, it can be seen that the filtration yield was decreased, the number of crystals was greatly increased, and the turbidity value was high. It was also found that the capacity retention rate of the batteries prepared by adding Comparative Examples 1 and 2 to the battery electrolyte was also lower than that of the Examples of the present invention.

하기 도 1은 본 발명의 실시예 1(a) 및 비교예 2(b)의 XRD 결정 패턴 측정 결과를 나타낸다. 도 1에서, XRD 결정 패턴은 LiBC4O8이 19.4°에서 관찰되고, 결정수(LiBC4O8)(H2O)의 XRD 결정 패턴은 20.1°에서 관찰된다. 결정수는 건조나 진공 건조로도 제거되지 않는 수분으로, 합성물 결정이 생성될 때 결정 구조 내부에 혼재되어 있는 수분을 가리킨다.1 shows the XRD crystal pattern measurement results of Example 1 (a) and Comparative Example 2 (b) of the present invention. In FIG. 1 , the XRD crystal pattern of LiBC 4 O 8 is observed at 19.4°, and the XRD crystal pattern of crystalline water (LiBC 4 O 8 ) (H 2 O) is observed at 20.1°. Crystalline water is moisture that cannot be removed even by drying or vacuum drying, and refers to moisture mixed in the crystal structure when a composite crystal is formed.

도 1을 참조하면, 실시예 1의 XRD 결정 패턴은 20.1°에서 피크가 낮아 결정수가 거의 없는 것을 확인할 수 있다. 반면에, 비교예 2의 XRD 결정 패턴은 20.1°에서 피크가 나타났으며, 이를 통해 비교예 2에서는 합성된 전해염의 결정 내에 결정수가 다량 존재함을 알 수 있다.Referring to FIG. 1 , it can be seen that the XRD crystal pattern of Example 1 has a low peak at 20.1° and thus almost no number of crystals. On the other hand, in the XRD crystal pattern of Comparative Example 2, a peak appeared at 20.1°, indicating that in Comparative Example 2, a large amount of crystal water was present in the crystals of the synthesized electrolyte salt.

Claims (14)

ⅰ) 리튬 화합물 및 붕소 화합물을 수평균입경(Dn50)이 0.5 내지 100㎛이고 최대입경(Dn99)이 250 내지 500㎛인 입자로 분쇄하여 분쇄물을 형성하는 단계;
ⅱ) 상기 분쇄물을 옥살산 화합물과 함께 물에 분산시켜 분산 혼합물을 형성하는 단계; 및
ⅲ) 상기 분산 혼합물을 반응시켜 리튬-붕소 착염을 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는
전해염의 제조방법.
i) pulverizing the lithium compound and the boron compound into particles having a number average particle diameter (D n50 ) of 0.5 to 100 μm and a maximum particle diameter (D n99 ) of 250 to 500 μm to form a pulverized product;
ii) dispersing the pulverized product together with an oxalic acid compound in water to form a dispersion mixture; and
iii) reacting the dispersion mixture to produce a lithium-boron complex salt;
A method for producing an electrolytic salt.
제1항에 있어서,
상기 ⅰ) 단계는, 리튬 화합물 및 붕소 화합물을 별도의 분쇄기를 이용하여 개별 분쇄하는 것을 특징으로 하는
전해염의 제조방법.
According to claim 1,
In step i), the lithium compound and the boron compound are separately pulverized using a separate pulverizer.
A method for producing an electrolytic salt.
제2항에 있어서,
상기 분쇄기는 볼 밀링기 및 에어제트 밀링기로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는
전해염의 제조방법.
3. The method of claim 2,
The grinder is characterized in that it is selected from the group consisting of a ball mill and an air jet mill
A method for producing an electrolytic salt.
제1항에 있어서,
상기 ⅱ) 단계는, ⅱ-1) 상기 분쇄물을 물에 투입하여 분산시키는 단계; 및 ⅱ-2) 상기 분쇄물이 분산된 물에 옥살산 화합물을 투입하여 분산시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는
전해염의 제조방법.
According to claim 1,
The step ii) includes: ii-1) dispersing the pulverized product by putting it in water; and ii-2) dispersing the oxalic acid compound in the water in which the pulverized product is dispersed.
A method for producing an electrolytic salt.
제1항에 있어서,
상기 ⅱ) 단계에서, 리튬 화합물, 붕소 화합물 및 옥살산 화합물은 총 고형분 함량을 기준으로 40 내지 95 중량%의 농도로 물에 분산되는 것을 특징으로 하는
전해염의 제조방법.
According to claim 1,
In step ii), the lithium compound, the boron compound and the oxalic acid compound are dispersed in water at a concentration of 40 to 95% by weight based on the total solid content.
A method for producing an electrolytic salt.
제1항에 있어서,
상기 반응에 투입되는 리튬 화합물, 붕소 화합물 및 옥살산 화합물의 몰비는 1 : 0.5 내지 2 : 1 내지 3인 것을 특징으로 하는
전해염의 제조방법.
According to claim 1,
The molar ratio of the lithium compound, boron compound, and oxalic acid compound added to the reaction is 1: 0.5 to 2: 1-3, characterized in that
A method for producing an electrolytic salt.
제1항에 있어서,
상기 리튬 화합물은 수산화리튬, 수산화리튬 수화물, 탄산리튬, 또는 리튬 산화물인 것을 특징으로 하는
전해염의 제조방법.
According to claim 1,
The lithium compound is lithium hydroxide, lithium hydroxide hydrate, lithium carbonate, or lithium oxide, characterized in that
A method for producing an electrolytic salt.
제1항에 있어서,
상기 붕소 화합물은 붕산, 붕산 에스테르 또는 보레이트인 것을 특징으로 하는
전해염의 제조방법.
According to claim 1,
The boron compound is characterized in that boric acid, boric acid ester or borate
A method for producing an electrolytic salt.
제1항에 있어서,
상기 옥살산 화합물은 옥살산, 옥살산 수화물, 또는 옥살레이트인 것을 특징으로 하는
전해염의 제조방법.
According to claim 1,
The oxalic acid compound is characterized in that oxalic acid, oxalic acid hydrate, or oxalate
A method for producing an electrolytic salt.
제1항에 있어서,
상기 리튬-붕소 착염은 LiBC4O8인 것을 특징으로 하는
전해염의 제조방법.
According to claim 1,
The lithium-boron complex salt is LiBC 4 O 8
A method for producing an electrolytic salt.
제1항에 있어서,
상기 ⅲ) 단계에서 반응은, 30 내지 240℃의 온도에서 5 내지 20 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는
전해염의 제조방법.
According to claim 1,
The reaction in step iii), characterized in that it is carried out at a temperature of 30 to 240 ℃ for 5 to 20 hours
A method for producing an electrolytic salt.
제1항에 있어서,
상기 ⅲ) 단계에서 생성된 리튬-붕소 착염을 80 내지 320℃의 온도 및 0.1 내지 1 기압(atm) 하에서 5 내지 24 시간 동안 건조시켜 리튬-붕소 착염 분말을 수득하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
전해염의 제조방법.
According to claim 1,
Drying the lithium-boron complex salt produced in step iii) at a temperature of 80 to 320° C. and 0.1 to 1 atm for 5 to 24 hours to obtain a lithium-boron complex salt powder; characterized by further comprising to do
A method for producing an electrolytic salt.
제1항에 있어서,
상기 수득된 리튬-붕소 착염 분말을 카보네이트계 용매에 용해시킨 후 이를 여과시켜 2 내지 20 중량% 농도의 리튬-붕소 착염 용액을 수득하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
전해염의 제조방법.
According to claim 1,
Dissolving the obtained lithium-boron complex salt powder in a carbonate-based solvent and filtering it to obtain a lithium-boron complex salt solution having a concentration of 2 to 20% by weight; characterized in that it further comprises
A method for producing an electrolytic salt.
제13항에 있어서,
상기 카보네이트계 용매는 에틸렌 카보네이트(EC), 디에틸 카보네이트(DEC), 에틸메틸 카보네이트(EMC), 디메틸 카보네이트(DMC), 프로필렌 카보네이트(PC), 디프로필 카보네이트(DPC), 부틸렌 카보네이트, 메틸프로필 카보네이트 및 에틸프로필 카보네이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는
전해염의 제조방법.
14. The method of claim 13,
The carbonate-based solvent is ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), ethylmethyl carbonate (EMC), dimethyl carbonate (DMC), propylene carbonate (PC), dipropyl carbonate (DPC), butylene carbonate, methylpropyl Characterized in that at least one selected from the group consisting of carbonate and ethylpropyl carbonate
A method for producing an electrolytic salt.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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