KR20220058014A - 리튬 이차전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 - Google Patents

리튬 이차전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 리튬 이차전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 상기 전해액은 화학식 1로 표시되는 고분자 화합물과 첨가제를 포함하되, 상기 첨가제로서 이온 전달체 역할을 할 수 있고, 또한 양극 또는 음극의 표면에 균일한 보호층을 형성할 수 있는 솔트 타입 첨가제(salt type additive)를 포함하여, 리튬 이차전지의 고온 내구성과 안전성을 개선시킬 수 있다.

Description

리튬 이차전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 {ELECTROLYTE FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY AND LITHIUM SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME}
본 발명은 리튬 이차전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다.
최근 전기, 전자, 통신 및 컴퓨터 산업이 급속히 발전함에 따라 고성능, 고안전성의 이차전지에 대한 수요가 점차 증가되고 있다. 또한, 이들 전자통신 기기의 소형화 및 경량화 추세에 따라 이 분야의 핵심부품인 리튬 이차전지의 박막화 및 소형화가 요구되고 있다.
리튬 이차전지는 고성능인 반면, 저온 또는 고온과 같은 혹독한 환경하에서, 또는 단시간에 대량의 전기를 필요로 하는 고출력하에서 방전 특성이 낮다는 단점이 있다. 더욱이, 종래 비수성 전해액을 포함하는 리튬 이차전지에서, 상기 비수성 전해액은 고전압에서 부반응을 야기할 수 있는 에틸렌 카보네이트 등의 용매를 주성분으로 사용하기 때문에, 열 폭주가 발생하거나 발화될 우려가 있다.
이에, 리튬 이차전지의 고온 내구성 및 안전성 개선을 통해 고율 수명성능 및 고출력 특성을 향상시킬 수 있는 전해액 첨가제 개발에 대한 연구가 대두되고 있다.
한국공개특허 제10-2019-0017477호는 고농도 리튬염과 올리고머를 포함하는 리튬 이차전지용 비수성 전해액에 관한 것으로, 고율 충방전 시 리튬 이온 고갈에 의한 저항을 감소시켜, 리튬 이차전지의 고온 및 저온 안정성을 향상시킬 수 있다. 상기 올리고머는 말단에 형성된 다량의 아크릴(acryl) 구조의 빠른 반응성으로 인하여 전해액 주액 후 웨팅(wetting) 시 예비 겔화(pre-gel) 현상이 발생할 수 있어 균일한 웨팅(wetting) 및 균일한 음극 SEI(Solid Electrolyte Interphase) 형성이 어려울 수 있다.
또한, 한국공개특허 제10-2018-0083272호는 올리고머를 포함하는 리튬 이차전지용 비수 전해액에 관한 것으로, 리튬 이차전지의 출력 특성 및 안전성을 향상시킬 수 있다. 그러나, 상기 올리고머 역시 말단에 형성된 아크릴 (acryl) 구조의 빠른 반응성으로 인하여 주액 후 웨팅(wetting) 시 예비 겔화(pre-gel) 현상이 발생할 수 있어 균일한 음극 SEI 형성이 어려울 수 있다.
따라서, 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하여, 고온 내구성과 안전성의 개선시키고, 양극과 음극 상에 균일한 SEI를 형성함으로써 전지의 고율 수명성능 및 고출력 특성이 향상시킬 수 있는 리튬 이차전지용 전해액의 개발이 필요하다.
한국공개특허 제10-2019-0017477호 한국공개특허 제10-2018-0083272호
본 발명의 목적은 리튬 이차전지의 고온 내구성 및 안전성을 개선시키고, 양극 또는 음극 상에 균일한 SEI를 형성함으로써 고율 수명성능 및 고출력 특성을 향상시킬 수 있는 첨가제를 포함하는 리튬 이차전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 하기 화학식 1로 표시되는 고분자 화합물, 첨가제, 리튬염 및 유기용매를 포함하는 리튬 이차전지용 전해액으로서,
상기 첨가제는 LiBF4, LiBOB(lithium bis(oxalato)borate), LiODFB(lithium difluoro(oxalato)borate), LiDFP(lithium difluorophosphate) 및 LiDFOP(lithium difluoro bis(oxalato)phosphate)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 제1 첨가제를 포함하는 것인, 리튬 이차전지용 전해액:
<화학식 1>
Figure pat00001
상기 화학식 1에서, n은 1 내지 300의 정수이고, R은 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 할로겐 치환된 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 1 내지 6의 알콕시기 또는 할로겐 치환된 탄소수 1 내지 6의 알콕시기이고, X는 하기 화학식 2로 표시되는 작용기이다:
<화학식 2>
Figure pat00002
상기 화학식 2에서, m은 0 내지 4이고, l은 1 내지 3이며, R1과 R2는 각각 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 6의 포화 또는 불포화 알킬기 또는 할로겐 치환된 탄소수 1 내지 6의 포화 또는 불포화 알킬기이고, 각각의 R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명에 따른 리튬 이차전지용 전해액을 포함하는 리튬 이차전지는 고온 내구성이 개선되어 고율 수명 성능을 향상된 효과를 나타낸다.
또한, 상기 리튬 이차전지용 전해액을 포함하는 리튬 이차전지는 발열특성이 제어되어 안전성이 강화된 효과를 나타낸다.
또한, 상기 리튬 이차전지용 전해액을 포함하는 리튬 이차전지는 전지가 구동함에 따라 양극 또는 음극 상에 균일한 SEI가 형성되어, 저항 증가를 방지하고 용량 발현 특성 및 수명 특성을 개선하는 효과를 나타낸다.
이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
리튬 이차전지용 전해액
본 발명은 리튬 이차전지용 전해액에 관한 것이다.
본 발명에 따른 리튬 이차전지용 전해액은 하기 화학식 1로 표시되는 고분자 화합물(이하, 화학식 1 화합물이라 함), 첨가제, 리튬염 및 유기용매를 포함하며, 상기 첨가제는 솔트 타입 첨가제(salt type additive)인 제1 첨가제를 포함한다. 또한, 상기 첨가제는 제2 첨가제를 더 포함할 수도 있다:
<화학식 1>
Figure pat00003
상기 화학식 1에서, n은 1 내지 300의 정수이고, R은 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 할로겐 치환된 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 1 내지 6의 알콕시기 또는 할로겐 치환된 탄소수 1 내지 6의 알콕시기이고, X는 하기 화학식 2로 표시되는 작용기이다:
<화학식 2>
Figure pat00004
상기 화학식 2에서, m은 0 내지 4이고, l은 1 내지 3이며, R1과 R2는 각각 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 6의 포화 또는 불포화 알킬기 또는 할로겐 치환된 탄소수 1 내지 6의 포화 또는 불포화 알킬기이고, R1 및 R2가 2개 이상 존재할 경우 각각의 R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 또한, 상기 m과 l은 각각 정수일 수 있다.
상기 리튬 이차전지용 전해액은 비수성 전해액일 수 있다.
또한, 상기 불포화 알킬기란 불포화 탄화수소를 의미하는 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 화학식 1 화합물은 리튬 이차전지의 고온 내구성, 안정성 및 고율(high rate) 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 화학식 1 화합물은 상기 전해액 전체 중량을 기준으로 0.1 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 구체적으로, 상기 화학식 1 화합물의 함량은 0.1 중량% 이상, 0.5 중량% 이상 또는 1 중량% 이상일 수 있고, 3 중량% 이하, 4 중량% 이하 또는 5 중량% 이하일 수 있다. 상기 화학식 1 화합물의 함량이 0.1 중량% 미만이면 리튬 이차전지의 고온 내구성, 안정성 및 고율 수명 특성이 저하될 수 있고, 5 중량% 초과이면 점도가 높아져 웨팅(wetting) 문제가 있을 수 있다.
또한, 상기 화학식 1 화합물의 중량평균분자량(Mw)은 1,000 g/mol 내지 35,000 g/mol일 수 있다. 구체적으로, 상기 화학식 1 화합물의 중량평균분자량(Mw)은 1,000 g/mol 이상, 1,500 g/mol 이상, 3,000 g/mol 이상 또는 4,000 g/mol 이상일 수 있고, 8,000 g/mol 이하, 10,000 g/mol 이하, 20,000 g/mol 이하 또는 35,000 g/mol 이하일 수 있다. 상기 화학식 화합물의 중량평균분자량(Mw)이 1,000 g/mol 미만이면 분자간 상호작용(interaction)에 의해 전지 내에서 화합물의 균일도가 저하되는 문제가 있고, 35,000 g/mol 초과이면 벌키(bulky)한 분자 특성 때문에 전극의 미세기공(micro-pore) 까지 웨팅되기 어려워 젖음성에 문제가 있을 수 있다.
또한, 상기 화학식 2 화합물에서 R1 및 R2는 각각 불포화 알켄기일 수 있으며, 상기 불포화 알켄기는 비닐기(vinyl group)일 수 있다. R1 및/또는 R2에 불포화 알켄기가 결합될 경우 반응성을 가지므로, 전극 표면에 물리적 및/또는 화학적 결합을 통해 보호층을 형성할 수 있으며, 비닐기의 개수가 증가함에 따라 더 빠르고 튼튼한 보호층을 형성할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 첨가제는 1종 또는 2종의 첨가제를 포함할 수 있다. 상기 2종의 첨가제는 각각 제1 첨가제 및 제2 첨가제라 한다. 상기 제1 첨가제는 양극과 음극 사이의 이온 전달체로의 역할을 하며, 전지 내에서 충/방전 거동에 따라 라디칼을 형성할 수 있는 솔트 타입 첨가제(salt type additive)이고, 상기 제2 첨가제는 양극과 음극 표면에 보호층을 형성하는 역할을 할 수 있다.
상기 제1 첨가제는 LiBF4, LiBOB(lithium bis(oxalato)borate), LiODFB(lithium difluoro(oxalato)borate), LiDFP(lithium difluorophosphate) 및 LiDFOP(lithium difluoro bis(oxalato)phosphate)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 솔트 타입 첨가제(salt type additive)이다.
또한, 상기 제1 첨가제는 상기 전해액 전체 중량을 기준으로 0.1 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 첨가제의 함량은 0.1 중량% 이상, 0.2 중량% 이상 또는 0.3 중량% 이상일 수 있고, 3 중량% 이하, 4 중량% 이하 또는 5 중량% 이하일 수 있다. 상기 제1 첨가제는 전지 내에서 충/방전 거동에 따라 라디칼을 형성할 수 있으며, 그 함량이 0.1 중량% 미만이면 형성되는 라디칼이 적어, 화합물의 반응성이 작아지고, 이로 인하여 미반응 화합물이 증가하게 되면서 셀 내에서의 보호층 형성이 불균일하게 될 수 있으며, 5 중량% 초과이면 라디칼이 과량 형성되며, 이에 따라 화합물에 의해 전극 표면에 형성되는 보호층(고분자)의 분자량이 작아져 셀의 내구성이 떨어지는 문제가 있다.
상기 제2 첨가제는 양극 및 음극에서의 부반응 발생을 억제시킬 수 있는 화합물들을 포함한다.
상기 제2 첨가제는 VEC(vinyl ethylene carbonate), 비닐 에틸렌 카보네이트(vinyl ethylene carbonate, VEC), 비닐렌 카보네이트(vinylene carbonate, VC), 플루오로에틸렌 카보네이트(fluoroethylene carbonate, FEC), 폴리실록산(polysiloxane, PS), 에틸렌 설페이트(ethylene sulfate, ESa), 숙시노니트릴(succinonitrile, SN), 옥살일디플루오로보레이트(oxalyldifluoroborate, ODFB), 디시클로헥실카보디이미드(dicyclohexylcabodiimide, DCC), 1,3-프로펜 술폰(1,3-Propene sultone, PRS), 에틸렌 글리콜 비스(프로피오니트릴)에테르(ethylene glycol bis (propionitrile) ether, ASA3), 아디포 니트릴(adipo nitrile, ADN), 헥산 트리-시아나이드(hexane tri-cyanide, HTCN), 디시아노부텐(dicyanobutene, DCB), 플루오로 벤젠(fluoro benzene, FB) 및 프로파길 1H-이미다졸-1-카보실레이트(Propargyl 1H-imidazole-1-carboxylate, PIC)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 제2 첨가제 중에서 상기 DCC는 직접적으로 음극 보호층을 형성하지는 않으나, HF 생성 억제 및 염 음이온으로부터 유발되는 부산물 생성을 억제시키고, 궁극적으로는 양극 및 음극 피막에서의 부반응을 억제시켜 저항개선 효과를 기대할 수 있다.
또한, 상기 제2 첨가제는 상기 전해액 전체 중량을 기준으로 5 내지 30 중량%로 포함될 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 첨가제의 함량은 5 중량% 이상, 10 중량% 이상 또는 15 중량% 이상일 수 있고, 20 중량% 이하, 25 중량% 이하 또는 30 중량% 이하일 수 있다. 상기 제2 첨가제의 함량이 상기 범위 내에 포함될 경우, 전해액의 산화 안전성 및 전해액 분해반응 (Faradaic & Non-Faradaic 모두 포함)에 의한 발열량에 영향을 미치지 않고, 또한 초기 활성화 시에 음극 표면을 보호하기 위해 대부분 소모되고 분해되어 잔류하지 않는 효과를 나타낼 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 리튬염은 리튬 이온을 제공하기 위해 사용되는 것으로, 리튬 이차전지 내에 리튬 이온을 제공할 수 있는 화합물이라면, 특별히 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 리튬염은 상술한 바와 같은 제1 및/또는 제2 첨가제와 함께 사용하게 되는 경우 음극 상에 안정적으로 SEI 막을 형성할 수 있으며, 양극 표면 상에도 안정적인 피막을 형성하여 고온에서 전해액 분해에 의하여 발생되는 부반응을 조절할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 리튬염은 LiPF6, LiFSI(lithium bis(fluorosulfonyl) imide) 및 LiTFSI(lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
또한, 상기 리튬염은 전해액 내에서 0.8M 내지 2M 의 농도로 포함될 수 있으며, 구체적으로 상기 리튬염의 농도는 0.8M 이상, 1.0M 이상 또는 1.2M 이상일 수 있고, 1.5M 이하, 1.8M 이하 또는 2.0M 이하일 수 있다. 상기 리튬염의 농도가 0.8M 미만이면 리튬 이온 공급이 원활하지 않아 이온 전도도가 저하되므로 전해액의 kinetic에 문제가 있을 수 있고, 2.0M 초과이면 점도 증가에 의한 물성 저하로 인해 셀 성능이 저하될 수 있다.
또한, 상기 리튬염의 함량은 상기 리튬 이차전지용 전해액 전체 중량을 기준으로 10 중량% 내지 30 중량% 일 수 있으며, 구체적으로, 10 중량% 이상 또는 13 중량% 이상일 수 있고, 20 중량% 이하 또는 30 중량% 이하일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 유기용매는 리튬 이차전지용 전해액에 통상적으로 사용되는 용매라는 특별히 제한되지 않는다.
본 발명에 있어서, 상기 유기용매는 카보네이트계 유기용매, 에스테르계 유기용매, 에테르계 유기용매, 프로피오네이트계 유기용매 및 불소계 유기용매로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 비수성 유기용매일 수 있다.
상기 비수성 유기 용매는 프로필렌 카보네이트, 에틸렌 카보네이트, 디에틸카보네이트, 디메틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 메틸프로필카보네이트, 디프로필카보네이트, 플루오로에틸렌카보네이트(fluoro-ethylene carbonate), 디메틸술폭사이드, 아세토니트릴, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 비닐렌카보네이트, 술포란, 감마-부티로락톤, 프로필렌설파이트, 테트라하이드로퓨란, 메틸 포르메이트(methyl formate), 메틸 아세테이트(methyl acetate), 에틸 아세테이트(ethyl acetate), 이소프로필 아세테이트(isopropyl acetate), 이소아밀 아세테이트(isoamyl acetate), 메틸 프로피오네이트(methyl propionate), 에틸 프로피오네이트(ethyl propionate), 프로필 프로피오네이트(propyl propionate), 부틸 프로피오네이트(butyl propionate), 메틸 부틸레이트(methyl butylate) 및 에틸 부틸레이트(ethyl butylate)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 비수성 유기 용매는 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate, EC), 폴리프로필렌 카보네이트(propylene carbonate, PC), 에틸 프로피오네이트(ethyl propionate, EP) 및 프로필 프로피오네이트(propyl propionate, PP)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 유기용매의 함량은 상기 리튬 이차전지용 전해액 전체 중량을 기준으로 40 중량% 내지 90 중량% 일 수 있으며, 구체적으로, 40 중량% 이상, 50 중량% 이상 또는 60 중량% 이상일 수 있고, 70 중량% 이하, 75 중량% 이하 또는 80 중량% 이하, 85 중량% 이하 또는 90 중량% 이하일 수 있다.
리튬 이차전지
본 발명은 또한, 양극, 음극, 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막 및 전해액을 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다.
본 발명의 리튬 이차전지는 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 선택적으로 개재된 분리막이 순차적으로 적층되어 이루어진 전극조립체에 상술한 바와 같은 전해액을 주입하여 제조할 수 있다. 이때, 상기 전극조립체를 이루는 양극, 음극 및 분리막은 리튬 이차전지 제조에 통상적으로 사용되던 것들이 모두 사용될 수 있다.
본 발명의 리튬 이차전지를 구성하는 양극 및 음극은 통상적인 방법으로 제조되어 사용될 수 있다.
먼저, 상기 양극은 양극 집전체 상에 양극 합제층을 형성하여 제조할 수 있다. 상기 양극 합제층은 양극활물질, 바인더, 도전재 및 용매 등을 포함하는 양극 슬러리를 양극 집전체 상에 코팅한 후, 건조 및 압연하여 형성할 수 있다.
상기 양극 집전체는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것 등이 사용될 수 있다.
상기 양극 활물질은 리튬의 가역적인 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물로서, 구체적으로는 코발트, 망간, 니켈 또는 알루미늄과 같은 1종 이상의 금속과 리튬을 포함하는 리튬 복합금속 산화물을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 리튬 복합금속 산화물은 리튬-망간계 산화물(예를 들면, LiMnO2, LiMn2O4 등), 리튬-코발트계 산화물(예를 들면, LiCoO2 등), 리튬-니켈계 산화물(예를 들면, LiNiO2 등), 리튬-니켈-망간계 산화물(예를 들면, LiNi1 - YMnYO2(여기에서, 0<Y<1), LiMn2 - zNizO4(여기에서, 0＜Z＜2) 등), 리튬-니켈-코발트계 산화물(예를 들면, LiNi1 - Y1CoY1O2(여기에서, 0<Y1<1) 등), 리튬-망간-코발트계 산화물(예를 들면, LiCo1-Y2MnY2O2(여기에서, 0<Y2<1), LiMn2 - z1Coz1O4(여기에서, 0＜Z1＜2) 등), 리튬-니켈-망간-코발트계 산화물(예를 들면, Li(NipCoqMnr1)O2(여기에서, 0＜p＜1, 0＜q＜1, 0＜r1＜1, p+q+r1=1) 또는 Li(Nip1Coq1Mnr2)O4(여기에서, 0＜p1＜2, 0＜q1＜2, 0＜r2＜2, p1+q1+r2=2) 등), 또는 리튬-니켈-코발트-전이금속(M) 산화물(예를 들면, Li(Nip2Coq2Mnr3MS2)O2(여기에서, M은 Al, Fe, V, Cr, Ti, Ta, Mg 및 Mo로 이루어지는 군으로부터 선택되고, p2, q2, r3 및 s2는 각각 독립적인 원소들의 원자분율로서, 0＜p2＜1, 0＜q2＜1, 0＜r3＜1, 0＜s2＜1, p2+q2+r3+s2=1이다)) 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 화합물이 포함될 수 있다.
이 중에서도 전지의 용량 특성 및 안전성을 높일 수 있다는 점에서 상기 리튬 복합금속 산화물은 LiCoO2, LiMnO2, LiNiO2, 리튬 니켈망간코발트 산화물 (예를 들면 Li(Ni1/3Mn1/3Co1/3)O2, Li(Ni0.6Mn0.2Co0.2)O2, Li(Ni0.5Mn0.3Co0.2)O2, Li(Ni0.7Mn0.15Co0.15)O2 및 Li(Ni0.8Mn0.1Co0.1)O2 등), 또는 리튬 니켈코발트알루미늄 산화물(예를 들면, Li(Ni0.8Co0.15Al0.05)O2 등)일 수 있다.
상기 양극 활물질은 양극 슬러리 중 고형분의 전체 중량을 기준으로 80 중량% 내지 99중량%로 포함될 수 있다.
상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 슬러리 중 고형분의 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌-부타디엔 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 도전재는 통상적으로 양극 슬러리 중 고형분의 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가될 수 있다.
이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 그라파이트; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼니스 블랙, 램프 블랙, 서멀 블랙 등의 탄소계 물질; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다. 시판되고 있는 도전재의 구체적인 예로는 아세틸렌 블랙 계열인 쉐브론 케미칼 컴퍼니(Chevron Chemical Company)나 덴카 블랙(Denka Singapore Private Limited), 걸프 오일 컴퍼니(Gulf Oil Company) 제품 등), 케첸 블랙(Ketjenblack), EC 계열(아르막 컴퍼니(Armak Company) 제품), 불칸(Vulcan) XC-72(캐보트 컴퍼니(Cabot Company) 제품) 및 수퍼(Super) P(Timcal 사 제품) 등이 있다.
상기 용매는 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone) 등의 유기용매를 포함할 수 있으며, 상기 양극 활물질 및 선택적으로 바인더 및 도전재 등을 포함할 때 바람직한 점도가 되는 양으로 사용될 수 있다. 예를 들면, 양극 활물질, 및 선택적으로 바인더 및 도전재를 포함하는 슬러리 중의 고형분 농도가 50 중량% 내지 95 중량%, 바람직하게 70 중량% 내지 90 중량%가 되도록 포함될 수 있다.
또한, 상기 음극은 음극 집전체 상에 음극 합제층을 형성하여 제조할 수 있다. 상기 음극 합제층은 음극 집전체 상에 음극활물질, 바인더, 도전재 및 용매 등을 포함하는 슬러리를 코팅한 후, 건조 및 압연하여 형성할 수 있다.
상기 음극 집전체는 일반적으로 3 내지 500㎛의 두께를 가진다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.
또한, 상기 음극활물질은 리튬 함유 티타늄 복합 산화물(LTO); 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소계 물질; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1 -xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, 및 Bi2O5 등의 금속 산화물; 및 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자로 이루어진 군으로부터 선택된 단일물 또는 2종 이상의 혼합물을 포함할 수도 있다.
상기 음극 활물질은 음극 슬러리 중 고형분의 전체 중량을 기준으로 80 중량% 내지 99중량%로 포함될 수 있다.
상기 바인더는 도전재, 활물질 및 집전체 간의 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 음극 슬러리 중 고형분의 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다.　이러한 바인더의 예로는, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 폴리머(EPDM), 술폰화-EPDM, 스티렌-부타디엔 고무, 불소 고무, 이들의 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 도전재는 음극 활물질의 도전성을 더욱 향상시키기 위한 성분으로서, 음극 슬러리 중 고형분의 전체 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%로 첨가될 수 있다.　이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서멀 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.
상기 용매는 물 또는 NMP, 알코올 등의 유기용매를 포함할 수 있으며, 상기 음극 활물질 및 선택적으로 바인더 및 도전재 등을 포함할 때 바람직한 점도가 되는 양으로 사용될 수 있다. 예를 들면, 음극 활물질, 및 선택적으로 바인더 및 도전재를 포함하는 슬러리 중의 고형분 농도가 50 중량% 내지 95 중량%, 바람직하게 70 중량% 내지 90 중량%가 되도록 포함될 수 있다.
또한, 상기 분리막은 양 전극의 내부 단락을 차단하고 전해액을 함침하는 역할을 하는 것으로, 고분자 수지, 충진제 및 용매를 혼합하여 분리막 조성물을 제조한 다음, 상기 분리막 조성물을 전극 상부에 직접 코팅 및 건조하여 분리막 필름을 형성하거나, 상기 분리막 조성물을 지지체 상에 캐스팅 및 건조된 후, 상기 지지체로부터 박리된 분리막 필름을 전극 상부에 라미네이션하여 형성할 수 있다.
상기 분리막은 통상적으로 사용되는 다공성 고분자 필름, 예를 들어 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 에틸렌/헥센 공중합체 및 에틸렌/메타크릴레이트 공중합체 등과 같은 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름을 단독으로 또는 이들을 적층하여 사용할 수 있으며, 또는 통상적인 다공성 부직포, 예를 들어 고융점의 유리 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 등으로 된 부직포를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 상기 다공성 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 내지 50㎛이고, 기공도는 5 내지 95%일 수 있다. 또한 상기 다공성 분리막의 두께는 일반적으로 5 내지 300㎛ 범위일 수 있다.
본 발명의 리튬 이차전지의 외형은 특별한 제한이 없으나, 캔을 사용한 원통형, 각형, 파우치(pouch)형 또는 코인(coin)형 등이 될 수 있다.
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 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
하기 표 1에 기재된 바와 같은 조성에 따라, 실시예 및 비교예에서 전해액을 제조하였다.
단위: 중량% 유기용매 리튬염 제1
첨가제		 제2 첨가제 화학식 1 화합물
EC/PC/EP/PP LiPF6
(1.2 M)		 VEC PS FEC SN HTCN ODFB DCC
실시예1 To 100 15.1 LiBOB 0.5 4 7 2 3 0.5 0.1 2
실시예2 LiDFOP 0.5 4 7 2 3 0.5 0.1 2
실시예3 LiBF4 0.5 4 7 2 3 0.5 0.1 2
비교예1 LiBOB 0.5 4 7 2 3 0.5 0.1 -
비교예2 - 0.5 4 7 2 3 0.5 0.1 2
실시예 1
(1-1)비수성 전해액 제조
상기 표 1에 나타난 바와 같은 조성에 따라, 아래와 같은 방법으로 비수성 전해액을 제조하였다.
유기용매로서, 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate, EC), 폴리프로필렌 카보네이트(propylene carbonate, PC), 에틸 프로피오네이트(ethyl propionate, EP) 및 프로필 프로피오네이트(propyl propionate, PP)를 2:1:2:5(EC:PC:EP:PP)의 중량비로 혼합하여, 혼합 유기용매를 준비하였다.
상기 혼합 유기용매에 리튬염으로 1.2 M의 LiPF6를 용해하여 혼합 용액을 제조하였다.
상기 혼합 용액에, 화학식 1 화합물 (n=3, R: CF3CF2CF2-, X: 화학식 2 화합물(m=0, l=3. R1: CH2CH=CH2), 제1 첨가제 및 제2 첨가제를 첨가하여, 비수성 전해액을 제조하였다.
상기 제1 첨가제로는 리튬 비스(옥살레이트)보레이트(lithium bis(oxalate)borate, LiBOB)를 첨가하였다.
상기 제2 첨가제로는 비닐에틸렌 카보네이트(vinyl ethylene carbonate, VEC) 0.5 중량%, 비닐에틸렌 카보네이트(vinyl ethylene carbonate, VEC) 0.5 중량%, 폴리실록산(polysiloxane, PS), 플루오로에틸렌 카보네이트(fluoroethylene carbonate, FEC), 숙시노니트릴(succinonitrile, SN), 헥산 트리카보니트릴(hexane tricarbonitrile, HTCN), 옥살리디플루오로보레이트(oxalyldifluoroborate, ODFB) 및 디사이클로헥실카보디이미드(dicyclohexylcabodiimide, DCC)를 첨가하여 전해액을 제조하였다.
(1-2)리튬 이차전지 제조
N-메틸-2-피롤리돈 (NMP) 100 중량부에 양극 활물질로 삼성분계 활물질 (Li(Ni0.5Mn0.3Co0.2)O2), 도전재로 카본 블랙 및 바인더로 폴리비닐리덴플루오라이드 (PVDF)를 90:5:5 (wt%)의 비율로 혼합한 고형분 40 중량부를 첨가하여 양극 활물질 슬러리를 제조하였다. 상기 양극 활물질 슬러리를 두께가 100㎛인 양극 집전체 (Al 박막)에 도포한 후, 건조하고 롤 프레스(roll press)를 실시하여, 양극을 제조하였다.
NMP에 100 중량부에 음극 활물질로 그래핀(graphene)과, 바인더로 PVDF, 도전재로 카본 블랙을 90:5:2:3 (wt%)의 비율로 혼합한 고형분 100 중량부를 첨가하여 음극 활물질 슬러리를 제조하였다. 상기 음극 활물질 슬러리를 두께가 90㎛인 음극 집전체 (Cu 박막)에 도포한 후, 건조하고 롤 프레스(roll press)를 실시하여 음극을 제조하였다.
전술한 방법으로 제조한 양극과 음극을 안정성 강화 분리막(SRS®, Safety Reinforced Separator, 엘지화학)과 함께 적층하여 전극 조립체를 제조한 다음, 이를 파우치형 전지 케이스에 넣고 상기 제조된 비수성 전해액을 각각 주액하고, 밀봉하여, 4.45V, 4,500 mAh인 리튬 이차전지를 제조하였다.
실시예 2
제1 첨가제로서 LiBOB 대신 리튬 디플로로 비스(옥사레이토)포스페이트(lithium difluoro bis(oxalato)phosphate, LiDFPO)를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 비수성 전해액 및 리튬 이차전지를 제조하였다.
실시예 3
제1 첨가제로서 LiBOB 대신 리튬 테트라플루오로보레이트(lithium tetraflouroborate, LiBF4)를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 비수성 전해액 및 리튬 이차전지를 제조하였다.
비교예 1
화학식 1 화합물을 사용하지 않은 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 비수성 전해액 및 리튬 이차전지를 제조하였다.
비교예 2
제1 첨가제인 LiBOB를 사용하지 않은 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 비수성 전해액 및 리튬 이차전지를 제조하였다.
실험예 1: 고온 성능 및 수명 특성 측정
실시예 및 비교예에서 제조된 리튬 이차전지를 3V~4.45V 전압 조건 하에서 구동시켜, 하기와 같은 방법으로 회복용량, 저온수명, 발열량 및 hot box 개선 정도를 측정한 후, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1)회복용량
실시예 및 비교예에서 제조된 리튬 이차전지를 4.45 V 전압 조건 하에서, SOC 100% (4356mAh) 까지 만충전을 실시하였다. 이후, 25℃에서, 0.7 ℃/min의 승온 온도로 60℃ 까지 온도를 상승한 다음, 60℃ 온도 및 90% 습도 하에서 7일 동안 고온 저장한 후, 1C 충전, 1C 방전(1C=4356mA) 회복용량을 측정하였다.
(2)수명특성
저온(15℃), 상온(25℃) 및 고온(60℃) 수명 특성은 리튬 이차전지를 각각 15℃, 25℃ 및 60℃에서 2C 충전, 1C 방전하여 수명 특성을 측정하였다.
(3)발열량
발열량은 MMC 장비(Multiple Module Calorimeter, NETZSCH사, MMC274 MMC 274 )를 이용하여 리튬 이차전지 내부의 발열량을 측정하였다. 하기 식 1을 이용하여 비수성 전해액을 포함하는 비교예 1의 리튬 이차전지 대비 상대적인 발열량(%)을 산출하였다.
<식 1>
(150℃에서 100분 저장 후 이차전지의 발열량/150℃에서 100분 저장 후 비교예 1의 리튬 이차전지의 발열량)×100
(4)핫박스(hot box) 실험
리튬 이차전지를 5℃/min의 승온 속도로 135℃ 및 140℃의 고온 오븐에서 1시간 동안 방치하여 전지의 상태를 평가하였다. 발화 또는 폭발이 없는 경우를 합격(Pass)으로 하고, 발화 또는 폭발이 발생한 경우를 불합격(Fail)으로 판단하였
다.
회복용량
(%)		 수명 특성(%) 발열량
(%)		 핫박스 실험
저온
(200th)		 상온
(800th)		 고온
(600th)		 135℃ 140℃
실시예1 94.5 88.2 87.7 82.2 58 Pass Pass
실시예2 90.8 87.1 86.9 82.0 63 Pass Pass
실시예3 92.2 87.3 87.2 81.8 76 Pass Pass
비교예1 81.9 84.7 79.4 81.4 100 Fail Fail
비교예2 89.6 86.0 85.5 81.7 79 Pass Pass
그 결과, 실시예 1 내지 3은 비교예 1 및 2에 비해 회복용량이 개선된 것을 확인하였다.
또한, 실시예 1 내지 3은 비교예 1 및 2에 비해 저온 및 상온 수명 특성이 개선되었으며, 고온 수명 특성은 동등 또는 우위 수준인 것을 확인하였다.
또한, 실시예 1 내지 3은 비교예 1 및 2에 비해 발열량이 저감된 것을 확인하였다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (10)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 고분자 화합물, 첨가제, 리튬염 및 유기용매를 포함하는 리튬 이차전지용 전해액으로서,
    상기 첨가제는 LiBF4, LiBOB(lithium bis(oxalato)borate), LiODFB(lithium difluoro(oxalato)borate), LiDFP(lithium difluorophosphate) 및 LiDFOP(lithium difluoro bis(oxalato)phosphate)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 제1 첨가제를 포함하는 것인, 리튬 이차전지용 전해액:
    <화학식 1>
    Figure pat00005

    상기 화학식 1에서, n은 1 내지 300의 정수이고, R은 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 할로겐 치환된 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 1 내지 6의 알콕시기 또는 할로겐 치환된 탄소수 1 내지 6의 알콕시기이고, X는 하기 화학식 2로 표시되는 작용기이다:
    <화학식 2>
    Figure pat00006

    상기 화학식 2에서, m은 0 내지 4이고, l은 1 내지 3이며, R1과 R2는 각각 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 6의 포화 또는 불포화 알킬기 또는 할로겐 치환된 탄소수 1 내지 6의 포화 또는 불포화 알킬기이고, 각각의 R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 고분자 화합물은 상기 전해액 전체 중량을 기준으로 0.1 내지 5 중량% 포함되는 것인, 리튬 이차전지용 전해액.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 첨가제는 상기 전해액 전체 중량을 기준으로 0.1 내지 5 중량% 포함되는 것인, 리튬 이차전지용 전해액.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 첨가제는 제2 첨가제를 더 포함하며,
    상기 제2 첨가제는 VEC(vinyl ethylene carbonate), 비닐 에틸렌 카보네이트(vinyl ethylene carbonate, VEC), 비닐렌 카보네이트(vinylene carbonate, VC), 플루오로에틸렌 카보네이트(fluoroethylene carbonate, FEC), 폴리실록산(polysiloxane, PS), 에틸렌 설페이트(ethylene sulfate, ESa), 숙시노니트릴(succinonitrile, SN), 옥살일디플루오로보레이트(oxalyldifluoroborate, ODFB), 디시클로헥실카보디이미드(dicyclohexylcabodiimide, DCC), 1,3-프로펜 술폰(1,3-Propene sultone, PRS), 에틸렌 글리콜 비스(프로피오니트릴)에테르(ethylene glycol bis (propionitrile) ether, ASA3), 아디포 니트릴(adipo nitrile, ADN), 헥산 트리-시아나이드(hexane tri-cyanide, HTCN), 디시아노부텐(dicyanobutene, DCB), 플루오로 벤젠(fluoro benzene, FB) 및 프로파길 1H-이미다졸-1-카보실레이트(Propargyl 1H-imidazole-1-carboxylate, PIC)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인, 리튬 이차전지용 전해액.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 첨가제는 상기 전해액 전체 중량을 기준으로 5 내지 30 중량% 포함되는 것인, 리튬 이차전지용 전해액.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 2의 R1 및 R2 말단에는 각각 불포화 알켄기가 결합된 것인, 리튬 이차전지용 전해액.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 불포화 알켄기는 비닐기(vinyl group)인 것인, 리튬 이차전지용 전해액.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 유기용매는 카보네이트계 유기용매, 에스테르계 유기용매, 에테르계 유기용매, 프로피오네이트계 유기용매 및 불소계 유기용매로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인, 리튬 이차전지용 전해액.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 리튬염은 LiPF6, LiFSI(lithium bis(fluorosulfonyl) 및 LiTFSI(lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인, 리튬 이차전지용 전해액.
  10. 양극;
    음극;
    상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막; 및
    제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 전해액을 포함하는 리튬 이차전지.

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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180083272A (ko) 2017-01-12 2018-07-20 주식회사 엘지화학 비수 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
KR20190017477A (ko) 2017-08-11 2019-02-20 주식회사 엘지화학 비수성 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지

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