KR20220125981A - Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same - Google Patents

Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same Download PDF

Info

Publication number
KR20220125981A
KR20220125981A KR1020210029972A KR20210029972A KR20220125981A KR 20220125981 A KR20220125981 A KR 20220125981A KR 1020210029972 A KR1020210029972 A KR 1020210029972A KR 20210029972 A KR20210029972 A KR 20210029972A KR 20220125981 A KR20220125981 A KR 20220125981A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrolyte
secondary battery
lithium secondary
acrylate
meth
Prior art date
Application number
KR1020210029972A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
안유미
김승국
송관욱
Original Assignee
동우 화인켐 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동우 화인켐 주식회사 filed Critical 동우 화인켐 주식회사
Priority to KR1020210029972A priority Critical patent/KR20220125981A/en
Publication of KR20220125981A publication Critical patent/KR20220125981A/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0561Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
    • H01M10/0562Solid materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4235Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00Electrolytes
    • H01M2300/0017Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065Solid electrolytes
    • H01M2300/0068Solid electrolytes inorganic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00Electrolytes
    • H01M2300/0088Composites
    • H01M2300/0091Composites in the form of mixtures
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

The present invention relates to an electrolyte for a lithium secondary battery including a UV curable polymer matrix, a sulfide-based solid electrolyte and lithium salt, and a lithium secondary battery including the same. The electrolyte for a lithium secondary battery and the lithium secondary battery including the same according to the present invention can exhibit high ion conductivity characteristics like a conventional liquid electrolyte, and can solve the short problem that can occur between electrodes during a manufacturing process, thereby improving mechanical strength such as durability.

Description

리튬 이차전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지{ELECTROLYTE FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY AND LITHIUM SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME}Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery including same

본 발명은 리튬 이차전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to an electrolyte for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery including the same.

전자 장비의 소형화 및 경량화가 실현되고 휴대용 전자 기기의 사용이 일반화됨에 따라, 이들의 전력원으로 고에너지 밀도를 갖는 이차전지에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.As miniaturization and weight reduction of electronic equipment are realized and the use of portable electronic equipment is generalized, studies on secondary batteries having high energy density as their power sources are being actively conducted.

상기 이차전지로는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬 이차전지 등을 들 수 있으며, 이 중에서 기존의 알칼리 수용액을 사용하는 전지보다 2배 이상 높은 방전 전압을 나타낼 뿐만 아니라, 단위 중량 당 에너지 밀도가 높고 급속 충전이 가능한 리튬 이차전지에 대한 연구가 대두 되고 있다.Examples of the secondary battery include a nickel-cadmium battery, a nickel-metal hydride battery, a nickel-metal hydride battery, a nickel-hydrogen battery, and a lithium secondary battery. In addition, research on lithium secondary batteries having high energy density per unit weight and capable of rapid charging is on the rise.

일반적으로 리튬 이차전지는 리튬이온의 삽입 및 탈리가 가능한 물질을 양극 및 음극으로 사용하고, 양극과 음극 사이에 비수 전해질을 충전시켜 제조하며, 리튬이온이 양극 및 음극에서 삽입 및 탈리될 때의 산화반응 및 환원반응에 의하여 전기적 에너지를 생성한다.In general, a lithium secondary battery is manufactured by using a material capable of inserting and deintercalating lithium ions as a positive electrode and a negative electrode, charging a non-aqueous electrolyte between the positive electrode and a negative electrode, and oxidizing when lithium ions are inserted and desorbed from the positive electrode and negative electrode It generates electrical energy by reaction and reduction reaction.

한편, 액체 전해질을 사용하기 때문에 과열 등에 의한 안전성 문제는 화제로 이어질 위험이 있다. 액체 전해질을 사용하는 리튬 이차전지의 문제점을 극복하고자 최근에는 고체 전해질을 사용한 전고체 리튬 이차전지의 연구 개발이 활발히 진행되고 있다.On the other hand, since the liquid electrolyte is used, there is a risk of safety issues due to overheating and the like becoming a topic of discussion. In order to overcome the problems of lithium secondary batteries using liquid electrolytes, research and development of all-solid-state lithium secondary batteries using solid electrolytes are being actively conducted in recent years.

그러나, 고체 전해질을 사용한 전고체 리튬 이차전지의 경우 일반적으로 고체 전해질 자체의 이온전도도가 낮고, 전지를 구성하는 양극, (고체)전해질, 음극이 모두 고체상으로 이루어져, 구성요소 상호간에 밀착 및 결착이 어려우며, 각 계면 및 전지의 셀 저항이 매우 커 전지의 고성능화 및 고출력화가 어려운 단점이 있다.However, in the case of an all-solid lithium secondary battery using a solid electrolyte, the ionic conductivity of the solid electrolyte itself is generally low, and the positive electrode, (solid) electrolyte, and negative electrode constituting the battery are all in a solid phase, so that close contact and binding between the components are difficult. It is difficult, and each interface and the cell resistance of the battery are very large, so it is difficult to achieve high performance and high output of the battery.

대한민국 등록특허 제10-1995829호 등은 리튬계 고체전해질을 첨가하여 이온전도도 등을 높이는 발명을 제공하고 있으나, 리튬계 고체전해질의 경우 소결 공정에서 리튬의 휘발로 인해 공정 조건을 잡기가 어렵고, 결정구조에 따라 이온전도도의 차이가 크며, 난소결성으로 인해 그 제조 공정이 복잡하고 까다로운 한계가 있다.Republic of Korea Patent Registration No. 10-1995829 and the like provide an invention for increasing ionic conductivity by adding a lithium-based solid electrolyte, but in the case of a lithium-based solid electrolyte, it is difficult to control the process conditions due to the volatilization of lithium in the sintering process, and the crystal There is a large difference in ionic conductivity depending on the structure, and the manufacturing process is complicated and difficult due to the difficulty of sintering.

대한민국 등록특허 제10-1995829호 (2019.07.03. 공고)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1995829 (2019.07.03. Announcement)

본 발명은 분리막을 사용하지 않음으로써 전지의 제조공정이 용이하여 생산성을 높일 수 있는 리튬 이차전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide an electrolyte for a lithium secondary battery capable of increasing productivity by facilitating a battery manufacturing process by not using a separator, and a lithium secondary battery including the same.

또한, 본 발명은 이온전도도 및 내구성이 우수한 리튬 이차전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide an electrolyte for a lithium secondary battery having excellent ionic conductivity and durability, and a lithium secondary battery including the same.

본 발명은 UV 경화형 고분자 매트릭스, 황화물계 고체전해질 및 리튬염을 포함하는 리튬 이차전지용 전해질을 제공한다.The present invention provides an electrolyte for a lithium secondary battery comprising a UV-curable polymer matrix, a sulfide-based solid electrolyte, and a lithium salt.

또한, 본 발명은 상기 리튬 이차전지용 전해질을 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다.In addition, the present invention provides a lithium secondary battery comprising the electrolyte for a lithium secondary battery.

본 발명에 따른 리튬 이차전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지는 분리막을 사용하지 않음으로써 전지의 제조공정이 용이하여 생산성을 높일 수 있는 이점이 있다.The electrolyte for a lithium secondary battery according to the present invention and a lithium secondary battery including the same have an advantage in that the manufacturing process of the battery is easy and productivity can be increased by not using a separator.

또한, 본 발명에 따른 리튬 이차전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지는 종래의 액체 전해질과 마찬가지로 이온전도도가 높은 특성을 나타낼 수 있고, 제조 공정 중에 전극 사이에서 발생할 수 있는 쇼트(Short) 문제를 해결할 수 있어, 내구성 등의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.In addition, the electrolyte for a lithium secondary battery according to the present invention and a lithium secondary battery including the same can exhibit high ionic conductivity like a conventional liquid electrolyte, and solve a short problem that may occur between electrodes during the manufacturing process. Therefore, mechanical strength such as durability can be improved.

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

본 발명에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In the present invention, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

<리튬 이차전지용 전해질><Electrolyte for lithium secondary battery>

본 발명은 UV 경화형 고분자 매트릭스, 황화물계 고체전해질 및 리튬염을 포함하는 리튬 이차전지용 전해질을 제공한다.The present invention provides an electrolyte for a lithium secondary battery comprising a UV-curable polymer matrix, a sulfide-based solid electrolyte, and a lithium salt.

(A) UV 경화형 고분자 매트릭스(A) UV-curable polymer matrix

본 발명에 따른 UV 경화형 고분자 매트릭스는 광에 의한 경화, 바람직하게는 UV에 의한 경화가 가능한, 고분자 구조를 포함하는 복합체 또는 혼합물을 의미하며, 구체적으로 (a1) 광중합성 화합물과 UV에 의하여 라디칼 생성이 가능한 (a2) 광중합 개시제를 포함한다.UV curable polymer matrix according to the present invention means a complex or mixture including a polymer structure that can be cured by light, preferably by UV, specifically (a1) radical generation by photopolymerizable compound and UV (a2) a photoinitiator is included.

리튬 이차전지용 전해질로서 황화물계 고체 전해질만을 포함하는 경우, 무기물인 황화물계 고체 전해질을 고정할 수 있는 바인더가 없기 때문에, 황화물계 고체 전해질의 침전 및 층분리로 인하여 균일한 성능의 발현이 어려운 문제가 발생할 수 있다.When only a sulfide-based solid electrolyte is included as an electrolyte for a lithium secondary battery, since there is no binder capable of fixing the inorganic sulfide-based solid electrolyte, it is difficult to achieve uniform performance due to precipitation and layer separation of the sulfide-based solid electrolyte. can occur

또한, 종래 PVDF, CMC, SBR 등의 고분자를 바인더로서 사용하였으나, 상기 고분자들은 오히려 리튬 이온의 이동을 방해할 수 있으며, 제조된 도막의 리튬 이온 농도를 낮추는 문제가 발생할 수 있다.In addition, conventional polymers such as PVDF, CMC, and SBR have been used as binders, but the polymers may rather hinder the movement of lithium ions, and may cause a problem of lowering the lithium ion concentration of the prepared coating film.

본 발명에 따른 UV 경화형의 고분자 매트릭스는 경화 전의 경우, 별도의 용매 제거 공정 없이도 점도조절을 통하여 용이한 도포가 가능하고,, 경화 후 중합을 통해 분자량이 증가되어 고분자 매트릭스가 황화물계 고체 전해질을 결속시키는 바인더의 역할을 수행할 수 있다. 또한, 상기 UV 경화형 고분자 매트릭스는 리튬 이온을 포함할 수 있어 종래의 일반적인 고분자 바인더에 비해 도막 내 리튬 이온의 농도가 증가되어 리튬 이온의 이동도가 증가될 수 있으며, 고분자 전해질의 역할을 할 수 있다.The UV-curable polymer matrix according to the present invention can be easily applied through viscosity control without a separate solvent removal process before curing, and the molecular weight is increased through polymerization after curing so that the polymer matrix binds the sulfide-based solid electrolyte It can perform the role of a binder. In addition, the UV-curable polymer matrix may contain lithium ions, so that the concentration of lithium ions in the coating film is increased compared to a conventional general polymer binder, so that the mobility of lithium ions can be increased, and it can serve as a polymer electrolyte. .

(a1) 광중합성 화합물(a1) photopolymerizable compound

본 발명의 UV 경화형 고분자 매트릭스에 포함되는 광중합성 화합물은 하기 (a2) 광중합 개시제의 작용으로 중합할 수 있는 화합물로, 단관능 단량체, 2관능 단량체 또는 3 이상의 다관능 단량체를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 1 내지 20 관능기의 불포화기를 갖는 단관능 또는 다관능 (메타)아크릴레이트를 포함할 수 있다.The photopolymerizable compound included in the UV curable polymer matrix of the present invention is a compound that can be polymerized by the action of the photopolymerization initiator below (a2), and a monofunctional monomer, a bifunctional monomer, or a trifunctional monomer or more may be used, preferably may include monofunctional or polyfunctional (meth)acrylate having an unsaturated group of 1 to 20 functional groups.

상기 1 내지 20 관능기의 불포화기를 갖는 단관능 또는 다관능 (메타)아크릴레이트는 중합 가능한 불포화 그룹인 중합성 관능기를 1 내지 20 개, 바람직하게는 2 내지 6 개, 더욱 바람직하게는 2 내지 4 개 포함하는 것일 수 있다.The monofunctional or polyfunctional (meth)acrylate having an unsaturated group of 1 to 20 functional groups has 1 to 20, preferably 2 to 6, more preferably 2 to 4, polymerizable functional groups that are polymerizable unsaturated groups. may include.

불포화기를 포함하지 않는 경우, 필름 형성이 어렵고 경화막이 파손될 수 있으며, 관능기 수가 상기 범위를 벗어나는 경우, 경화막이 지나치게 단단해져 이온전도도가 낮아지는 문제가 발생할 수 있다.If it does not include an unsaturated group, it may be difficult to form a film and the cured film may be damaged, and if the number of functional groups is out of the above range, the cured film may become too hard to cause a problem in that the ionic conductivity is lowered.

또한, 본 발명의 UV 경화형 고분자 매트릭스에 포함되는 광중합성 화합물은 구체적으로 알킬렌 옥사이드를 포함하는 광중합성 화합물인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 에틸렌 옥사이드 및/또는 프로필렌 옥사이드를 포함하는 광중합성 화합물을 들 수 있다. 상기 광중합성 화합물이 알킬렌 옥사이드를 포함하는 경우, 리튬 이온이 알킬렌 옥사이드의 산소와 정전기적 인력에 의하여 안정화 될 수 있어 고분자 매트릭스 내에서 리튬 이온의 이동이 용이하게 하여 리튬 이온의 이온전도도를 향상시키는 역할을 할 수 있다.In addition, the photopolymerizable compound included in the UV curable polymer matrix of the present invention is specifically preferably a photopolymerizable compound containing an alkylene oxide, more preferably a photopolymerizable compound containing ethylene oxide and/or propylene oxide can be heard When the photopolymerizable compound includes an alkylene oxide, lithium ions can be stabilized by the electrostatic attraction with oxygen of the alkylene oxide, thereby facilitating the movement of lithium ions in the polymer matrix to improve the ionic conductivity of lithium ions can play a role in making

상기 알킬렌 옥사이드를 포함하는 광중합성 화합물로서는, 예를 들어, 알킬렌옥사이드 변성 펜타에리트리톨(메타)아크릴레이트 화합물, 알킬렌옥사이드 변성 디펜타에리트리톨(메타)아크릴레이트 화합물, 알킬렌옥사이드 변성 트리메티올프로판(메타)아크릴레이트 화합물, 및 알킬렌옥사이드 변성 글리세린(메타)아크릴레이트 화합물을 들 수 있으며, 보다 구체적으로 에톡실레이티드 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드 펜타에리스리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드 펜타에리스리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드 디펜타에리스리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드 디펜타에리스리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드 디펜타에리스리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드 디펜타에리스리톨 헥사(메타)아크릴레이트 또는 에톡시레이티드 글리세린 트리(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.Examples of the photopolymerizable compound containing the alkylene oxide include an alkylene oxide-modified pentaerythritol (meth)acrylate compound, an alkylene oxide-modified dipentaerythritol (meth)acrylate compound, and an alkylene oxide-modified tree. and methylolpropane (meth)acrylate compounds, and alkylene oxide-modified glycerin (meth)acrylate compounds. More specifically, ethoxylated trimethylolpropane tri(meth)acrylate, propoxylated trimethylol Propane tri(meth)acrylate, ethoxylated pentaerythritol tri(meth)acrylate, propoxylated pentaerythritol tri(meth)acrylate, ethoxylated pentaerythritol tetra(meth)acrylate, propoxylate Tied pentaerythritol tetra(meth)acrylate, ethoxylated dipentaerythritol penta(meth)acrylate, propoxylated dipentaerythritol penta(meth)acrylate, ethoxylated dipentaerythritol hexa(meth)acrylic a rate, propoxylated dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, or ethoxylated glycerin tri(meth)acrylate, etc. are mentioned.

본 발명의 UV 경화형 고분자 매트릭스에 포함되는 광중합성 화합물은 알킬렌 옥사이드를 포함하지 않는 통상의 광중합성 화합물을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 에틸렌 옥사이드 및 프로필렌 옥사이드를 포함하지 않는 단관능 단량체, 2관능 단량체, 그 밖의 다관능 단량체를 사용하는 광중합성 화합물을 들 수 있다.The photopolymerizable compound included in the UV curable polymer matrix of the present invention may further include a conventional photopolymerizable compound that does not include an alkylene oxide. Specifically, a photopolymerizable compound using monofunctional monomers, difunctional monomers, and other polyfunctional monomers that do not contain ethylene oxide and propylene oxide may be mentioned.

상기 단관능 단량체의 구체적인 예로는, 노닐페닐카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-에틸헥실카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시에틸 아크릴레이트 또는 N-비닐피롤리돈 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Specific examples of the monofunctional monomer include nonylphenyl carbitol acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, 2-ethylhexyl carbitol acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, or N-vinyl acrylate. Rollidone, and the like, but is not limited thereto.

상기 2관능 단량체의 구체적인 예로는, 1,6-헥산디올디(메타) 아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타) 아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스페놀 A의 비스(아크릴로일옥시에틸)에테르 또는 3-메틸펜탄디올디(메타)아크릴레이트 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Specific examples of the bifunctional monomer include 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, and triethylene glycol di (meth) acrylate. , bis (acryloyloxyethyl) ether of bisphenol A, or 3-methylpentanediol di (meth) acrylate, but is not limited thereto.

상기 다관능 단량체의 구체적인 예로는, 트리메틸올 프로판트리(메타) 아크릴레이트, 에톡실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리 (메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트 또는 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Specific examples of the polyfunctional monomer include trimethylol propane tri (meth) acrylate, ethoxylated trimethylol propane tri (meth) acrylate, propoxylated trimethylol propane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth)acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, ethoxylated dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, propoxylated dipentaerythritol hexa (meth) acrylate or dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, but is not limited thereto.

본 발명의 UV 경화형 고분자 매트릭스에 포함되는 광중합성 화합물은, UV 경화형 고분자 매트릭스의 총 중량에 대하여, 10 내지 90 중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 10 내지 20 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함되는 경우, UV 경화 시 고분자 중합 및 중합체의 가교 반응에 의해 중합체의 파손 발생이 적으며, 리튬 이온을 포함하고 있어 리튬 이온 이동이 가능하여 바람직하다. 그러나, 90 중량%을 초과하여 포함되는 경우, 중합 반응은 나타나지만, 고분자 내 리튬 이온의 농도가 감소함에 따라 리튬 이온 전도도가 감소하여, 전지의 성능이 감소할 수 있다. 또한, 10 중량% 미만으로 포함되는 경우, 중합에도 불구하고 분자량이 충분히 커지지 않아 도막 자체로서 유지가 어렵고 쉽게 파손될 수 있는 문제가 발생할 수 있다.The photopolymerizable compound included in the UV curable polymer matrix of the present invention may be included in an amount of 10 to 90 wt%, preferably 10 to 20 wt%, based on the total weight of the UV curable polymer matrix. When included in the above range, the occurrence of damage to the polymer due to polymer polymerization and crosslinking reaction of the polymer during UV curing is small, and lithium ions are included and thus lithium ions can be moved, which is preferable. However, when included in an amount exceeding 90% by weight, the polymerization reaction occurs, but lithium ion conductivity decreases as the concentration of lithium ions in the polymer decreases, thereby reducing the performance of the battery. In addition, when included in less than 10% by weight, the molecular weight does not become sufficiently large despite polymerization, it may be difficult to maintain the coating film itself and may be easily broken.

(a2) 광중합 개시제(a2) photoinitiator

본 발명의 UV 경화형 고분자 매트릭스에 포함되는 광중합 개시제는 UV 노광에 의해, 상기 광중합성 화합물의 중합을 개시할 수 있는 라디칼을 발생하는 화합물이다.The photopolymerization initiator included in the UV curable polymer matrix of the present invention is a compound that generates radicals capable of initiating polymerization of the photopolymerizable compound by UV exposure.

상기 광중합 개시제는, 예를 들어, 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 트리아진계 화합물, 옥심에스테르계 화합물 및 티오크산톤계 화합물 등을 사용할 수 있다.As the photopolymerization initiator, for example, an acetophenone-based compound, a benzophenone-based compound, a biimidazole-based compound, a triazine-based compound, an oxime ester-based compound, and a thioxanthone-based compound may be used.

상기 아세토페논계 화합물의 구체적인 예로는 디에톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 2-히드록시-1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]-2-메틸프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온, 2-(4-메틸벤질)-2-(디메틸아미노)-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온 등을 들 수 있다.Specific examples of the acetophenone-based compound include diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, benzyldimethyl ketal, 2-hydroxy-1-[4-(2-hydroxyl) oxyethoxy)phenyl]-2-methylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexylphenylketone, 2-methyl-1-(4-methylthiophenyl)-2-morpholinopropan-1-one; 2-Benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)butan-1-one, 2-hydroxy-2-methyl-1-[4-(1-methylvinyl)phenyl]propane-1 -one, 2-(4-methylbenzyl)-2-(dimethylamino)-1-(4-morpholinophenyl)butan-1-one, etc. are mentioned.

상기 벤조페논계 화합물의 구체적인 예로는 벤조페논, O-벤조일벤조산 메틸, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐술피드, 3,3',4,4'-테트라(tert-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 2,4,6-트리메틸벤조페논 등을 들 수 있다.Specific examples of the benzophenone-based compound include benzophenone, methyl O-benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, 4-benzoyl-4'-methyldiphenylsulfide, 3,3',4,4'-tetra (tert) -Butylperoxycarbonyl)benzophenone, 2,4,6-trimethylbenzophenone, etc. are mentioned.

상기 비이미다졸 화합물의 구체적인 예로는 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(알콕시페닐)비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(트리알콕시페닐)비이미다졸, 2,2-비스(2,6-디클로로페닐)-4,4’5,5’-테트라페닐-1,2’-비이미다졸 또는 4,4',5,5' 위치의 페닐기가 카르보알콕시기에 의해 치환되어 있는 이미다졸 화합물 등을 들 수 있다. 이들 중에서 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2-비스(2,6-디클로로페닐)-4,4’5,5’-테트라페닐-1,2’-비이미다졸이 바람직하게 사용된다.Specific examples of the biimidazole compound include 2,2'-bis(2-chlorophenyl)-4,4',5,5'-tetraphenylbiimidazole, 2,2'-bis(2,3-dichloro Phenyl)-4,4',5,5'-tetraphenylbiimidazole, 2,2'-bis(2-chlorophenyl)-4,4',5,5'-tetra(alkoxyphenyl)biimidazole , 2,2'-bis (2-chlorophenyl) -4,4', 5,5'-tetra (trialkoxyphenyl) biimidazole, 2,2-bis (2,6-dichlorophenyl) -4, 4'5,5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole or the imidazole compound in which the phenyl group at the 4,4',5,5'-position is substituted by the carboalkoxy group, etc. are mentioned. Among them, 2,2'-bis(2-chlorophenyl)-4,4',5,5'-tetraphenylbiimidazole, 2,2'-bis(2,3-dichlorophenyl)-4,4' ,5,5'-tetraphenylbiimidazole and 2,2-bis(2,6-dichlorophenyl)-4,4'5,5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole are preferably used do.

상기 트리아진계 화합물의 구체적인 예로는 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시나프틸)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-피페로닐-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(5-메틸퓨란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(퓨란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다.Specific examples of the triazine-based compound include 2,4-bis(trichloromethyl)-6-(4-methoxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4-bis(trichloromethyl)-6 -(4-Methoxynaphthyl)-1,3,5-triazine, 2,4-bis(trichloromethyl)-6-piperonyl-1,3,5-triazine, 2,4-bis (trichloromethyl)-6-(4-methoxystyryl)-1,3,5-triazine, 2,4-bis(trichloromethyl)-6-[2-(5-methylfuran-2- yl)ethenyl]-1,3,5-triazine, 2,4-bis(trichloromethyl)-6-[2-(furan-2-yl)ethenyl]-1,3,5-triazine , 2,4-bis(trichloromethyl)-6-[2-(4-diethylamino-2-methylphenyl)ethenyl]-1,3,5-triazine, 2,4-bis(trichloromethyl )-6-[2-(3,4-dimethoxyphenyl)ethenyl]-1,3,5-triazine etc. are mentioned.

상기 옥심 에스테르계 화합물의 구체적인 예로는 o-에톡시카르보닐-α-옥시이미노-1-페닐프로판-1-온, 1,2-옥타디온,-1-(4-페닐치오)페닐,-2-(o-벤조일옥심), 에타논,-1-(9-에틸)-6-(2-메틸벤조일-3-일)-,1-(o-아세틸옥심) 등을 들 수 있으며, 시판 제품으로 시바가이기社의 CGI-124, CGI-224, BASF사의 Irgacure OXE-01, Irgacure OXE-02, Irgacure OXE-03, 아데카사의 N-1919, NCI-831 등을 들 수 있다.Specific examples of the oxime ester compound include o-ethoxycarbonyl-α-oxyimino-1-phenylpropan-1-one, 1,2-octadione,-1-(4-phenylthio)phenyl, -2 -(o-benzoyloxime), ethanone,-1-(9-ethyl)-6-(2-methylbenzoyl-3-yl)-,1-(o-acetyloxime), etc. are mentioned, Commercially available products CGI-124, CGI-224, BASF, Irgacure OXE-01, Irgacure OXE-02, Irgacure OXE-03, Adeka Corporation N-1919, NCI-831, etc. are mentioned as examples.

상기 티오크산톤계 화합물의 구체적인 예로는 2-이소프로필티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디클로로티오크산톤, 1-클로로-4-프로폭시티오크산톤 등이 있다.Specific examples of the thioxanthone-based compound include 2-isopropylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-dichlorothioxanthone, 1-chloro-4-propoxythioxanthone, and the like. have.

상기 광중합 개시제는 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.The photopolymerization initiator may be used alone or in combination of two or more.

상기 광중합 개시제는 UV 경화형 고분자 매트릭스의 총 중량에 대하여, 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 1 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 상기 광중합 개시제의 함량이 0.1 중량% 미만으로 포함되는 경우, 광경화가 충분히 진행되지 않아 고분자 매트릭스 층의 기계적 물성이나 밀착성을 구현하기 어려울 수 있고, 10 중량%를 초과하는 경우, 경화 수축에 의해 접착력 불량, 크랙, 컬 등의 문제점이 발생할 수 있다.The photopolymerization initiator may be included in an amount of 0.1 to 10% by weight, preferably 1 to 5% by weight, based on the total weight of the UV curable polymer matrix. When the content of the photopolymerization initiator is included in less than 0.1% by weight, photocuring does not proceed sufficiently, so it may be difficult to implement mechanical properties or adhesion of the polymer matrix layer, and when it exceeds 10% by weight, poor adhesion due to curing shrinkage , cracks, curls, etc. may occur.

나아가, 본 발명에서는 광중합 개시 보조제를 더 포함할 수 있다 광중합 개시 보조제를 더 포함함으로써, 감도 및 생산성이 향상될 수 있다.Furthermore, the present invention may further include a photopolymerization initiation aid. By further including a photopolymerization initiation aid, sensitivity and productivity may be improved.

상기 광중합 개시 보조제는, 예를 들어, 카르복실산 및 술폰산 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 화합물이 바람직하게 사용될 수 있다.As the photopolymerization initiation adjuvant, for example, at least one compound selected from the group consisting of carboxylic acid and sulfonic acid compounds may be preferably used.

상기 카르복실산 화합물은 방향족 헤테로 아세트산류인 것이 바람직하며, 구체적으로 페닐티오아세트산, 메틸페닐티오아세트산, 에틸페닐티오아세트산, 메틸에틸페닐티오아세트산, 디메틸페닐티오아세트산, 메톡시페닐티오아세트산, 디메톡시페닐티오아세트산, 클로로페닐티오아세트산, 디클로로페닐티오아세트산, N-페닐글리신, 페녹시아세트산, 나프틸티오아세트산, N-나프틸글리신, 나프톡시아세트산 등을 들 수 있다.The carboxylic acid compound is preferably aromatic heteroacetic acid, specifically phenylthioacetic acid, methylphenylthioacetic acid, ethylphenylthioacetic acid, methylethylphenylthioacetic acid, dimethylphenylthioacetic acid, methoxyphenylthioacetic acid, dimethoxyphenylthio Acetic acid, chlorophenylthioacetic acid, dichlorophenylthioacetic acid, N-phenylglycine, phenoxyacetic acid, naphthylthioacetic acid, N-naphthylglycine, naphthoxyacetic acid, etc. are mentioned.

상기 술폰산 화합물은 술폰산기(-SO3H)가 있는 화합물을 총칭하는 것이며, 메탄술폰산 등의 고리형 또는 사슬형 탄화수소계 술폰산 화합물, 벤젠 술폰산, 톨루엔 술폰산 등의 방향족 술폰산, 아미노 술폰산 등의 무기 술폰산 화합물, 할로술폰산 및 술파민산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. The sulfonic acid compound is a generic term for compounds having a sulfonic acid group (-SO3H), cyclic or chain hydrocarbon-based sulfonic acid compounds such as methanesulfonic acid, aromatic sulfonic acids such as benzenesulfonic acid and toluenesulfonic acid, inorganic sulfonic acid compounds such as aminosulfonic acid, It may include at least one selected from the group consisting of halosulfonic acid and sulfamic acid.

상기 광중합 개시 보조제를 더 포함하는 경우, 광중합 개시제 1몰 당 통상적으로 10몰 이하, 바람직하게는 0.01 내지 5몰의 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다. 상기 범위 내에서 광중합 개시 보조제를 사용할 경우 중합 효율을 높여 UV 경화형 고분자 매트릭스의 감도가 더 높아지고, 생산성 향상 효과를 기대할 수 있다.When the photopolymerization initiation aid is further included, it is usually 10 moles or less per 1 mole of the photopolymerization initiator, preferably in the range of 0.01 to 5 moles. When a photopolymerization initiation aid is used within the above range, the polymerization efficiency is increased, the sensitivity of the UV-curable polymer matrix is further increased, and an effect of improving productivity can be expected.

(B) 황화물계 고체 전해질(B) sulfide-based solid electrolyte

본 발명의 리튬 이차전지용 전해질은 황화물계 고체 전해질을 포함한다.The electrolyte for a lithium secondary battery of the present invention includes a sulfide-based solid electrolyte.

상기 황화물계 고체 전해질은 입자 내 결정 구조로 인하여 리튬 이온의 이동이 우수한 전해질로서, UV 경화형 고분자 매트릭스 및 리튬염과 혼합하여 사용할 경우 무기 필러로서 UV 경화형 고분자 매트릭스의 물리적 성질을 보강하고, 황화물계 고체 전해질을 통해서 리튬 이온의 이동을 가능하게 할 수 있다.The sulfide-based solid electrolyte is an electrolyte having excellent movement of lithium ions due to the crystal structure in the particles. When used in a mixture with a UV-curable polymer matrix and lithium salt, it reinforces the physical properties of the UV-curable polymer matrix as an inorganic filler, and a sulfide-based solid electrolyte It is possible to enable the movement of lithium ions through the electrolyte.

본 발명에 따른 황화물계 고체 전해질은 결정 구조, 예를 들면 아지로다이트(argyrodite)형 결정구조를 가질 수 있으며, 상기 아지로다이트형 결정구조는, 당업자에게 아지로다이트형 결정구조로 인식되는 것이면 특별히 한정되지 않으나, 화학식 Ag8GeS6으로 표시되는 은 게르마늄 황화물 광물의 결정 구조를 갖는 것을 의미할 수 있다.The sulfide-based solid electrolyte according to the present invention may have a crystal structure, for example, an argyrodite-type crystal structure, and the azirodite-type crystal structure is recognized as an azirodite-type crystal structure by those skilled in the art. It is not particularly limited as long as it is, but silver represented by the chemical formula Ag 8 GeS 6 may mean having a crystal structure of a germanium sulfide mineral.

또한, 본 발명에 따른 황화물계 고체 전해질은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다In addition, the sulfide-based solid electrolyte according to the present invention may be represented by the following Chemical Formula 1

[화학식 1][Formula 1]

Li6PS5-aXa Li 6 PS 5-a X a

상기 화학식 1에서, X는 Cl, Br, I 및 F 중에서 선택된 하나 이상이고, a는 0≤a≤5일 수 있다.In Formula 1, X is at least one selected from Cl, Br, I and F, and a may be 0≤a≤5.

리튬 이차 전지의 고체 전해질로는 크게 산화물과 황화물의 형태로 구분된다. 이 때, 높은 소결 온도를 요구하는 산화물계 고체 전해질에 비하여 황화물계 고체 전해질은 수분에 의해 부반응이 발생한다는 단점이 있으나, 이온 전도도가 우수하고, 황화물의 기계적인 강성과 물성이 산화물에 비해서 더 유연하다. 이러한 황화물은 일반적으로 황화 리튬과 오황화인의 기계적인 혼합으로 생성될 수 있고, 이러한 혼합물에 할로겐화 리튬을 첨가하면 아지로다이트의 결정구조를 갖게되어 수분에 대한 반응 민감도가 상대적으로 감소하게 된다. 따라서, 화학식 1을 갖는 황화물계 고체 전해질을 사용할 경우, 우수한 이온 전도도와 유연성으로 인하여 슬러리 도포 시 압력에 대한 저항성을 가질 수 있으며, 이슬점이 낮은 드라이룸 분위기에서 수분에 의해 발생하는 부반응이 적어 균일한 성능을 발현할 수 있다.Solid electrolytes for lithium secondary batteries are largely divided into oxides and sulfides. At this time, compared to oxide-based solid electrolytes that require a high sintering temperature, sulfide-based solid electrolytes have disadvantages in that side reactions occur due to moisture, but have excellent ionic conductivity, and mechanical rigidity and physical properties of sulfides are more flexible than oxides. do. Such a sulfide can generally be produced by mechanical mixing of lithium sulfide and phosphorus pentasulfide, and when lithium halide is added to such a mixture, it has a crystal structure of azirodite, and the reaction sensitivity to moisture is relatively reduced. Therefore, when the sulfide-based solid electrolyte having Formula 1 is used, it can have resistance to pressure during application of the slurry due to its excellent ionic conductivity and flexibility, and has less side reactions caused by moisture in a dry room atmosphere with a low dew point, so that it is uniform. performance can be demonstrated.

본 발명에 포함되는 황화물계 고체 전해질은 후술하는 UV 경화형 고분자 매트릭스 및 리튬염의 혼합물과 1:0.5 내지 1:2 중량비로 혼합되는 것이 바람직하다. 상기 중량비로 혼합되는 경우, 이형 처리된 필름 사이에서 적절한 두께의 전자 절연막이 생성될 수 있는 장점이 있어 바람직하며, 상기 중량비를 벗어나는 경우 고분자 매트릭스가 두껍게 형성되어 도막의 저항이 증가하거나, 얇게 형성되어 기계적 특성이 저하됨에 따라 전지 구동 시 생성되는 리튬 덴드리머에 의하여 찢어져 전극이 닿는 등의 문제가 발생할 수 있다.The sulfide-based solid electrolyte included in the present invention is preferably mixed with a mixture of a UV curable polymer matrix and lithium salt to be described later in a weight ratio of 1:0.5 to 1:2. When mixed in the above weight ratio, there is an advantage that an electronic insulating film of an appropriate thickness can be generated between the release-treated films. As the mechanical properties are deteriorated, problems such as being torn by lithium dendrimers generated when the battery is driven and touching the electrodes may occur.

(C) 리튬염(C) lithium salt

상기 리튬염은 리튬 이차전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 작용하고, 양극과 음극 사이의 리튬 이온의 이동을 촉진시켜 기본적인 리튬 전지의 작동을 가능하게 한다.The lithium salt serves as a source of lithium ions in the lithium secondary battery and facilitates the movement of lithium ions between the positive electrode and the negative electrode, thereby enabling the basic operation of the lithium battery.

상기 리튬염으로는, 예를 들면, LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiClO4, LiCF3SO3, LiN(SO2F)2, LiN(SO2CF3)2, Li(CF3SO2)2N, LiN(SO3C2F5)2, LiB(C2O4)2, LiN(SO2C2F5)2, Li(CF3S03), LiC(SO2CF3)3, LiN(SO3CF3)2, LiC4F9SO3, LiAlO4, LiAlO2, LiB(C2O4)2, LiAlCl4, Li(CH3CO2), Li(FSO2)2N, Li(CF3SO2)3C, LiCl, LiBr 또는 LiI 등을 들 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 이들은 단독으로 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.Examples of the lithium salt include LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN(SO 2 F) 2 , LiN(SO 2 CF 3 ) 2 , Li(CF) 3 SO 2 ) 2 N, LiN(SO 3 C 2 F 5 ) 2 , LiB(C 2 O 4 ) 2 , LiN(SO 2 C 2 F 5 ) 2 , Li(CF 3 SO 3 ), LiC(SO 2 ) CF 3 ) 3 , LiN(SO 3 CF 3 ) 2 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiAlO 4 , LiAlO 2 , LiB(C 2 O 4 ) 2 , LiAlCl 4 , Li(CH 3 CO 2 ), Li(FSO) 2 ) 2 N, Li(CF 3 SO 2 ) 3 C, LiCl, LiBr, or LiI, and the like, but are not limited thereto. These can be used individually or in mixture of 2 or more types.

상기 리튬염의 농도는 0.1 내지 2.0 M, 바람직하게는 0.5 내지 1.5 M일 수 있다. 상기 농도 미만인 경우, 전해질의 전도도가 낮아져 전해질 성능이 저하될 수 있으며, 상기 농도 범위를 초과하는 경우, 리튬염 용해액의 점도가 높아져, 리튬 이온의 이동성이 감소할 수 있다. 다만, 상기 리튬염의 농도가 상기 범위 내로 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 적절히 가감하여 사용할 수 있다.The concentration of the lithium salt may be 0.1 to 2.0 M, preferably 0.5 to 1.5 M. When the concentration is less than the above concentration, the conductivity of the electrolyte may be lowered and the electrolyte performance may be deteriorated. However, the concentration of the lithium salt is not limited within the above range, and may be appropriately added or decreased as necessary.

상기 리튬염은 유기 용매에 용해되어 사용될 수 있다.The lithium salt may be dissolved in an organic solvent and used.

유기 용매organic solvent

상기 유기용매는 리튬 이차전지의 전기 화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 할 수 있다.The organic solvent may serve as a medium through which ions involved in the electrochemical reaction of the lithium secondary battery can move.

상기 유기용매로는, 예를 들어, 카보네이트계 용매, 에스테르계 용매, 에테르계 용매, 니트릴계 용매, 케톤계 용매 또는 알코올계 용매 등을 사용할 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있으나, 리튬 염의 용해도의 측면에서, 니트릴계 용매를 포함하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 숙시노니트릴을 사용할 수 있다.As the organic solvent, for example, a carbonate-based solvent, an ester-based solvent, an ether-based solvent, a nitrile-based solvent, a ketone-based solvent, or an alcohol-based solvent may be used, and these may be used alone or in combination of two or more. However, in terms of solubility of the lithium salt, it is preferable to include a nitrile-based solvent, and more preferably, succinonitrile may be used.

니트릴계 용매, 특히 숙시노니트릴의 경우, 상온에서 고체의 형태이므로, 고체 전해질로서 리튬 이온을 포함할 수 있고, 말단의 2개의 시아노기로 분극되어 양이온을 당기는 역할을 할 수 있으며, 전해액 내에서 첨가제로 사용되어 구리 이온 등의 불순물을 제거하는 역할을 할 수 있다. 또한, 동일한 기능을 수행하는 아디포니트릴 등에 비하여 중앙의 포화 사슬의 길이가 짧기 때문에 리튬 이온 이동도를 방해하지 아니하여 바람직하다.In the case of a nitrile-based solvent, particularly succinonitrile, since it is in the form of a solid at room temperature, it may contain lithium ions as a solid electrolyte, and may serve to attract cations by being polarized with two cyano groups at the terminal, and in the electrolyte solution It can be used as an additive to remove impurities such as copper ions. In addition, since the length of the central saturated chain is shorter than that of adiponitrile, etc., which perform the same function, it is preferable not to interfere with lithium ion mobility.

상기 카보네이트계 용매로는, 예를 들어, 사슬형 카보네이트계 용매, 환상 카보네이트계 용매, 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다.As the carbonate-based solvent, for example, a chain-type carbonate-based solvent, a cyclic carbonate-based solvent, or a combination thereof may be used.

상기 사슬형 카보네이트계 용매로는, 예를 들어, 디에틸 카보네이트(diethyl carbonate, DEC), 디메틸 카보네이트(dimethyl carbonate, DMC), 디프로필 카보네이트(dipropyl carbonate, DPC), 메틸프로필 카보네이트(methylpropyl carbonate, MPC), 에틸프로필 카보네이트(ethylpropyl carbonate, EPC), 에틸메틸 카보네이트(ethylmethyl carbonate, EMC) 또는 이들의 조합을 들 수 있고, 상기 환상 카보네이트계 용매는 예를 들어 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate, EC), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate, PC), 부틸렌 카보네이트(butylene carbonate, BC), 비닐에틸렌 카보네이트(vinylethylene carbonate, VEC) 등을 사용할 수 있다.As the chain carbonate-based solvent, for example, diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), dipropyl carbonate (DPC), methylpropyl carbonate (methylpropyl carbonate, MPC) ), ethylpropyl carbonate (EPC), ethylmethyl carbonate (ethylmethyl carbonate, EMC) or a combination thereof, and the cyclic carbonate-based solvent is, for example, ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (propylene carbonate, PC), butylene carbonate (BC), vinylethylene carbonate (VEC), etc. can be used.

상기 에스테르계 용매로는, 예를 들어, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, n-프로필아세테이트, 펜틸아세테이트, 메틸프로피오네이트, 에틸프로피오네이트, 부틸프로피오네이트, γ-부티로락톤, 데카놀라이드(decanolide), 발레로락톤, 메발로노락톤(mevalonolactone), 카프로락톤(caprolactone), 메틸 포메이트(methyl formate), 에틸 포메이트(ethyl formate), 프로필 포메이트(propyl formate) 등을 사용할 수 있다.Examples of the ester solvent include methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, pentyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, butyl propionate, γ-butyrolactone, decanolide ( decanolide), valerolactone, mevalonolactone, caprolactone, methyl formate, ethyl formate, propyl formate, etc. may be used.

상기 에테르계 용매로는, 예를 들어, 디부틸 에테르, 테트라글라임, 디글라임, 1,2-디메톡시에탄, 1,2-디에톡시에탄, 에톡시메톡시에탄, 2-메틸테트라히드로퓨란, 테트라히드로퓨란 등을 사용할 수 있다.Examples of the ether solvent include dibutyl ether, tetraglyme, diglyme, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, ethoxymethoxyethane, and 2-methyltetrahydrofuran. , tetrahydrofuran, etc. can be used.

상기 니트릴계 용매로는, 예를 들어, 아세토니트릴, 프로피오니트릴, 부티로니트릴, 발레로니트릴, 카프릴로니트릴, 헵탄니트릴, 사이클로펜탄 카보니트릴, 사이클로헥산 카보니트릴, 2-플루오로벤조니트릴, 4-플루오로벤조니트릴, 다이 플루오로벤조니트릴, 트리플루오로벤조니트릴, 페닐아세토니트릴, 2-플루오로페닐아세토니트릴, 4-플루오로 페닐아세토니트릴, 숙시노니트릴 또는 디시아노부텐 등을 사용할 수 있다.Examples of the nitrile-based solvent include acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, valeronitrile, caprylonitrile, heptanenitrile, cyclopentane carbonitrile, cyclohexane carbonitrile, 2-fluorobenzonitrile, 4-fluorobenzonitrile, difluorobenzonitrile, trifluorobenzonitrile, phenylacetonitrile, 2-fluorophenylacetonitrile, 4-fluorophenylacetonitrile, succinonitrile or dicyanobutene can be used. have.

상기 케톤계 용매로는, 예를 들어, 시클로헥사논 등을 사용할 수 있다.As the ketone solvent, for example, cyclohexanone or the like can be used.

상기 알코올계 용매로는, 예를 들어, 에틸알코올, 이소프로필 알코올 등을 사용할 수 있다.As the alcohol-based solvent, for example, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, or the like can be used.

상기 니트릴계 용매를 포함하는 경우, 50 내지 70 ℃의 온도에서 용해한 후 리튬염과 혼합하여 용해시키는 것이 바람직하다. 상기 온도 범위를 만족하는 경우, 액상으로 도포 시 UV 경화 전까지 점도를 조절하여 도포 공정과 두께 조절이 용이한 장점이 있어 바람직하다.When the nitrile-based solvent is included, it is preferably dissolved by mixing with a lithium salt after dissolving at a temperature of 50 to 70 °C. When the above temperature range is satisfied, when applied in a liquid phase, the viscosity is adjusted before UV curing, so that the coating process and thickness control are easy.

상기 유기용매의 함량은 상기 리튬염을 용해시킬 수 있는 함량이면 특별히 제한되지 않으나, 상기 리튬염의 농도가 0.1 내지 2.0 M, 바람직하게는 0.5 내지 1.5 M가 되도록 포함될 수 있다. 이 경우 전술한 리튬염 및 화합물이 목적하는 효과가 우수해지므로 바람직하다.The content of the organic solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the lithium salt, but may be included so that the concentration of the lithium salt is 0.1 to 2.0 M, preferably 0.5 to 1.5 M. In this case, the lithium salt and compound described above are preferable because the desired effect is excellent.

본 발명에 따른 리튬 이차전지용 전해질은 종래의 액체 전해질과 마찬가지로 이온전도도가 높은 특성을 나타낼 수 있고, 제조 공정 중에 전극 사이에서 발생할 수 있는 쇼트(Short) 문제를 해결할 수 있어, 내구성 등의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.The electrolyte for a lithium secondary battery according to the present invention can exhibit high ionic conductivity like a conventional liquid electrolyte, and can solve a short-circuit problem that may occur between electrodes during the manufacturing process, thereby improving mechanical strength such as durability. can be improved

구체적으로, 본 발명에 따른 리튬 이차전지용 전해질의 이온전도도는 25 ℃ 기준으로, 10 Ω*cm 이하일 수 있으며, 바람직하게는 4 Ω*cm 이하일 수 있다.Specifically, the ionic conductivity of the electrolyte for a lithium secondary battery according to the present invention may be 10 Ω*cm or less, preferably 4 Ω*cm or less, based on 25°C.

<리튬 이차전지><Lithium secondary battery>

본 발명은 전술한 리튬 이차전지용 전해질을 포함하는 리튬 이차전지를 제공할 수 있다.The present invention may provide a lithium secondary battery including the above-described electrolyte for a lithium secondary battery.

본 발명의 따른 리튬 이차전지는 양극 및 음극 사이에 전술한 리튬 이차전지용 전해질 층을 형성함으로써, 고체 리튬 이차전지를 구성할 수 있다.The lithium secondary battery according to the present invention may constitute a solid lithium secondary battery by forming the above-described electrolyte layer for a lithium secondary battery between the positive electrode and the negative electrode.

상기 양극은 양극 집전체 및 상기 양극 집전체 상에 형성되는 양극 활물질층을 포함하고, 상기 음극은 음극 집전체 및 상기 음극 집전체 상에 형성되는 음극 활물질층을 포함한다.The positive electrode includes a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer formed on the positive electrode current collector, and the negative electrode includes a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer formed on the negative electrode current collector.

상기 양극 및 음극 집전체로는 리튬 이차전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있다.The positive and negative current collectors are not particularly limited and may be used as long as they have conductivity without causing a chemical change in the lithium secondary battery.

상기 양극 및 음극 활물질로는 가역적으로 리튬 이온을 삽입 및 방출할 수 있는 것이라면, 특별한 제한없이 사용될 수 있다. As the positive and negative active materials, as long as they can reversibly insert and release lithium ions, they may be used without particular limitation.

본 발명의 리튬 이차전지의 외형은 특별한 제한이 없으나, 캔을 사용한 원통형, 각형, 파우치(pouch)형, 박막형 또는 코인(coin)형 등이 될 수 있다.The external shape of the lithium secondary battery of the present invention is not particularly limited, but may be a cylindrical shape, a square shape, a pouch type, a thin film type, or a coin type using a can.

이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세히 설명한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지는 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 또한, 이하에서 함유량을 나타내는 "%" 및 "부"는 특별히 언급하지 않는 한 중량 기준이다.Hereinafter, examples will be given to describe the present specification in detail. However, the embodiments according to the present specification may be modified in various other forms, and the scope of the present specification is not to be construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present specification are provided to more completely explain the present specification to those of ordinary skill in the art. In addition, "%" and "part" indicating the content hereinafter are based on weight unless otherwise specified.

제조예 1: 리튬 이차전지용 전해질의 제조Preparation Example 1: Preparation of electrolyte for lithium secondary battery

비교예 1Comparative Example 1

리튬염으로서 LiC2F6NO4S2(LiTFSI)를 사용하여 60 ℃의 Succinonitrile (SN)(이상 TCI社)에 1 M 농도로 용해하여 리튬 이차전지용 전해질을 제조하였다.LiC 2 F 6 NO 4 S 2 (LiTFSI) as a lithium salt was dissolved in succinonitrile (SN) (above TCI) at 60° C. at a concentration of 1 M to prepare an electrolyte for a lithium secondary battery.

비교예 2Comparative Example 2

상기 비교예 1에서 제조된 용액과 UV 경화형 고분자 매트릭스를 85:15의 중량비로 혼합하여 리튬 이차전지용 전해질을 제조하였다.An electrolyte for a lithium secondary battery was prepared by mixing the solution prepared in Comparative Example 1 and a UV curable polymer matrix in a weight ratio of 85:15.

상기 UV 경화형 고분자 매트릭스로는 광중합 화합물로 평균 분자량이 428 g/mol인 에톡시레이티드 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(Ethoxylated trimethylolpropane triacrylate, M3130, 미원 스페셜리티 케미컬社)와 광중합 개시제로 Irgacure-184 1 중량%(Ciba社)를 혼합하여 사용하였다.As the UV curable polymer matrix, ethoxylated trimethylolpropane triacrylate (M3130, Miwon Specialty Chemicals) having an average molecular weight of 428 g/mol as a photopolymerization compound and 1 wt% of Irgacure-184 as a photopolymerization initiator (Ciba) was mixed and used.

비교예 3Comparative Example 3

상기 비교예 2에서 제조된 리튬염 및 UV 경화형 고분자 매트릭스 혼합액에 무기 입자로 알루미늄 옥사이드(Al2O3, 평균 입경: 300 nm, Ditto technology社)를 중량비 1:1로 혼합하여 리튬 이차전지용 전해질을 제조하였다.In the lithium salt and UV curable polymer matrix mixture prepared in Comparative Example 2, aluminum oxide (Al 2 O 3 , average particle diameter: 300 nm, Ditto technology) was mixed in a weight ratio of 1:1 to obtain an electrolyte for a lithium secondary battery. prepared.

비교예 4Comparative Example 4

아지로다이트 결정구조를 갖는 황화물계 고체전해질(JK社)만을 도포하여 리튬 이차전지용 전해질을 제조하였다.An electrolyte for a lithium secondary battery was prepared by applying only a sulfide-based solid electrolyte (JK) having an azirodite crystal structure.

비교예 5Comparative Example 5

상기 비교예 2에서 제조된 리튬염과 UV 경화형 고분자 매트릭스 혼합액 대신 폴리에틸렌글라이콜(머크社, 분자량 600 g/mol)에 황화물계 고체전해질을 중량비 1:2로 혼합하여 리튬 이차전지용 전해질을 제조하였다.Instead of the lithium salt prepared in Comparative Example 2 and the UV-curable polymer matrix mixture, a sulfide-based solid electrolyte was mixed with polyethylene glycol (Merck, molecular weight 600 g/mol) at a weight ratio of 1:2 to prepare an electrolyte for a lithium secondary battery. .

실시예 1Example 1

상기 비교예 2에서 제조된 리튬염 및 UV 경화형 고분자 매트릭스 혼합액에 아지로다이트 결정구조를 갖는 황화물계 고체전해질(JK社)을 중량비 1:0.5로 혼합하여 리튬 이차전지용 전해질을 제조하였다.An electrolyte for a lithium secondary battery was prepared by mixing the lithium salt and UV-curable polymer matrix mixture prepared in Comparative Example 2 with a sulfide-based solid electrolyte having an azirodite crystal structure (JK Corporation) in a weight ratio of 1:0.5.

실시예 2Example 2

상기 비교예 2에서 제조된 리튬염 및 UV 경화형 고분자 매트릭스 혼합액에 아지로다이트 결정구조를 갖는 황화물계 고체전해질(JK社)을 중량비 1:1로 혼합하여 리튬 이차전지용 전해질을 제조하였다.An electrolyte for a lithium secondary battery was prepared by mixing the lithium salt and UV-curable polymer matrix mixture prepared in Comparative Example 2 with a sulfide-based solid electrolyte (JK Corporation) having an azirodite crystal structure in a weight ratio of 1:1.

실시예 3Example 3

상기 비교예 2에서 제조된 리튬염 및 UV 경화형 고분자 매트릭스 혼합액에 아지로다이트 결정구조를 갖는 황화물계 고체전해질(JK社)을 중량비 1:2로 혼합하여 리튬 이차전지용 전해질을 제조하였다.An electrolyte for a lithium secondary battery was prepared by mixing the lithium salt and UV-curable polymer matrix mixture prepared in Comparative Example 2 with a sulfide-based solid electrolyte (JK Corporation) having an azirodite crystal structure in a weight ratio of 1:2.

실시예 4Example 4

상기 비교예 2에서 UV 경화형 고분자 매트릭스의 광중합 화합물로 평균 분자량이 256 g/mol인 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(trimethylolpropane triacrylate, M300, 미원 스페셜리티 케미컬社)을 사용한 것을 제외하고, 동일하게 제조하였다.In Comparative Example 2, except that trimethylolpropane triacrylate (M300, Miwon Specialty Chemicals) having an average molecular weight of 256 g/mol was used as the photopolymerizable compound of the UV-curable polymer matrix was prepared in the same manner.

실험예 1: 박리 특성 평가Experimental Example 1: Evaluation of peeling properties

상기 실시예 및 비교예에 따른 리튬 이차전지용 전해질의 박리 특성을 평가하였다. 구체적으로, 제1의 이형 처리된 필름의 이형 처리면 위에 상기 실시예 및 비교예에 따른 리튬 이차전지용 전해질 혼합액을 도포하고 제2의 이형 처리된 필름의 이형 처리면을 마주 보게 하여 덮은 후 305 nm LED UV lamp로 3 mW/cm2 조도로 5 분간 조사 후 뒤집어서 총 10 분 동안 양면에 UV 광을 조사하여 경화하였다.The peeling characteristics of the electrolyte for a lithium secondary battery according to the Examples and Comparative Examples were evaluated. Specifically, on the release-treated surface of the first release-treated film, the electrolyte mixture for lithium secondary batteries according to the Examples and Comparative Examples was applied, and the second release-treated film was covered with the release-treated surface facing 305 nm After irradiating for 5 minutes with an LED UV lamp of 3 mW/cm 2 , it was turned over and cured by irradiating UV light on both sides for a total of 10 minutes.

UV 경화 후 제2의 이형 처리된 필름을 제거하고 제1의 이형 처리된 필름으로부터 리튬 이차전지용 전해질이 찢어짐 등의 파손 없이 박리되는지 확인하였다.After UV curing, the second release-treated film was removed, and it was checked whether the lithium secondary battery electrolyte was peeled off from the first release-treated film without damage such as tearing.

두 이형 필름 사이에서 제작된 고체 전해질은 전극 사이에 적용 시에 이형 필름으로부터 용이하게 박리되어 전극에 이형 되어야 하며, 고체 전해질이 파손되면 구동 시 전극과의 쇼트를 발생할 수 있다.The solid electrolyte prepared between the two release films should be easily peeled off from the release film and released to the electrode when applied between the electrodes, and if the solid electrolyte is damaged, a short circuit with the electrode may occur during operation.

실험예 2: 전극 쇼트 평가Experimental Example 2: Electrode short evaluation

상기 실시예 및 비교예에 따른 리튬 이차전지용 전해질의 전극 쇼트 여부를 평가하였다.The electrode short circuit of the electrolyte for a lithium secondary battery according to Examples and Comparative Examples was evaluated.

구체적으로, 제조된 고체전해질 표면에 멀티테스터를 이용하여 저항을 측정하여 절연 특성을 갖는지 확인하였다. 또한, 두 개의 SUS 사이에 고체 전해질을 적층하여 상/하 SUS 사이에 멀티 테스터를 이용하여 통전 여부를 확인하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.Specifically, by measuring the resistance on the surface of the prepared solid electrolyte using a multi-tester, it was confirmed whether it had insulating properties. In addition, by stacking a solid electrolyte between two SUS, using a multi-tester between the upper and lower SUS to check whether electricity is energized, the results are shown in Table 1 below.

<평가 기준><Evaluation criteria>

양호: 통전되지 않는 경우 Good: No electricity

불량: 통전되는 경우Bad: When energized

실험예 3: 이온전도도 평가Experimental Example 3: Ion conductivity evaluation

상기 실시예 및 비교예에 따른 리튬 이차전지용 전해질의 이온전도도를 평가하였다.The ionic conductivity of the electrolyte for a lithium secondary battery according to the above Examples and Comparative Examples was evaluated.

구체적으로, 상기 제조된 실시예 및 비교예에 따른 리튬 이차전지용 전해질을 스테인리스스틸(SUS) 사이에 도포한 후, UV를 조사시킨 후 경화하여 SUS/전해질/SUS 형태로 제조하였다. 이온전도도를 평가하기 위하여 SUS에 교류전압을 인가하였다. 이 때, 인가 조건은 5 내지 10 mV의 진폭 및 0.1 내지 1 MHz의 측정 주파수 범위로 설정하였다. 측정된 임피던스, 면적 및 두께를 이용하여 하기 수학식 1을 이용하여 이온전도도를 계산하였고, 하기 표 1에 결과를 나타내었다.Specifically, the electrolyte for a lithium secondary battery according to the prepared Examples and Comparative Examples was applied between stainless steels (SUS), irradiated with UV, and cured to prepare SUS/electrolyte/SUS form. In order to evaluate the ionic conductivity, an AC voltage was applied to the SUS. At this time, the application conditions were set to an amplitude of 5 to 10 mV and a measurement frequency range of 0.1 to 1 MHz. Ion conductivity was calculated using Equation 1 below using the measured impedance, area, and thickness, and the results are shown in Table 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

σ: 이온전도도, Rb: 임피던스 저항, l: 경화된 전해질의 두께(cm), A: SUS의 면적(cm2)σ: ionic conductivity, R b : impedance resistance, l: thickness of cured electrolyte (cm), A: area of SUS (cm 2 )

경화 가능 여부hardenable 박리 특성 평가Peeling property evaluation 전극 쇼트electrode short 이온전도도
(Ω*cm)
ionic conductivity
(Ω*cm)
비교예 1Comparative Example 1 불가impossible 평가 불가not rated 양호Good 측정불가not measurable 비교예 2Comparative Example 2 가능possible 찢어짐Ripped 불량error 측정불가not measurable 비교예 3Comparative Example 3 가능possible 찢어짐Ripped 양호Good 4.5034.503 비교예 4Comparative Example 4 불가impossible 평가 불가not rated 불량error 측정불가not measurable 비교예 5Comparative Example 5 불가impossible 평가 불가not rated 양호Good 3.8613.861 실시예 1Example 1 가능possible 양호Good 양호Good 3.2063.206 실시예 2Example 2 가능possible 양호Good 양호Good 3.1413.141 실시예 3Example 3 가능possible 양호Good 양호Good 3.0893.089 실시예 4Example 4 가능possible 양호Good 양호Good 4.1744.174

본 발명에 따른 UV 경화형 고분자 매트릭스, 황화물계 고체전해질 및 리튬염을 모두 포함하는 실시예의 경우, 박리 특성 평가 결과 내구성 등의 기계적 강도가 우수함을 확인할 수 있다. 특히 UV 경화형 고분자 매트릭스가 알킬렌 옥사이드를 포함하는 광중합성인 경우, 종래의 액체 전해질과 마찬가지로 이온전도도가 높은 특성을 나타낼 수 있고, 제조 공정 중에 전극 사이에서 발생할 수 있는 쇼트(Short) 문제를 해결할 수 있음을 확인할 수 있다.In the case of Examples including all of the UV-curable polymer matrix, the sulfide-based solid electrolyte, and the lithium salt according to the present invention, it can be confirmed that mechanical strength such as durability is excellent as a result of evaluation of peeling properties. In particular, when the UV-curable polymer matrix is photopolymerizable including alkylene oxide, it can exhibit high ionic conductivity like a conventional liquid electrolyte, and can solve a short problem that may occur between electrodes during the manufacturing process. can confirm.

Claims (10)

UV 경화형 고분자 매트릭스, 황화물계 고체전해질 및 리튬염을 포함하는 리튬 이차전지용 전해질.
An electrolyte for a lithium secondary battery comprising a UV curable polymer matrix, a sulfide-based solid electrolyte, and a lithium salt.
제1항에 있어서,
상기 UV 경화형 고분자 매트릭스는 광중합성 화합물 및 광중합 개시제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 리튬 이차전지용 전해질.
According to claim 1,
The UV-curable polymer matrix comprises a photopolymerizable compound and a photopolymerization initiator, an electrolyte for a lithium secondary battery.
제2항에 있어서,
상기 광중합성 화합물은 알킬렌 옥사이드를 포함하는 광중합성 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 리튬 이차전지용 전해질.
3. The method of claim 2,
The photopolymerizable compound is an electrolyte for a lithium secondary battery, characterized in that it comprises a photopolymerizable compound containing an alkylene oxide.
제3항에 있어서,
상기 알킬렌 옥사이드를 포함하는 광중합성 화합물은. 에톡실레이티드 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드 펜타에리스리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드 펜타에리스리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드 디펜타에리스리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드 디펜타에리스리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드 디펜타에리스리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드 디펜타에리스리톨 헥사(메타)아크릴레이트 및 에톡시레이티드 글리세린 트리(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 종 이상인 것을 특징으로 하는, 리튬 이차전지용 전해질.
4. The method of claim 3,
The photopolymerizable compound comprising the alkylene oxide. Ethoxylated trimethylolpropane tri(meth)acrylate, propoxylated trimethylolpropane tri(meth)acrylate, ethoxylated pentaerythritol tri(meth)acrylate, propoxylated pentaerythritol tri(meth) ) acrylate, ethoxylated pentaerythritol tetra (meth) acrylate, propoxylated pentaerythritol tetra (meth) acrylate, ethoxylated dipentaerythritol penta (meth) acrylate, propoxylated dipenta group consisting of erythritol penta (meth) acrylate, ethoxylated dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, propoxylated dipentaerythritol hexa (meth) acrylate and ethoxylated glycerin tri (meth) acrylate An electrolyte for a lithium secondary battery, characterized in that at least one selected from
제2항에 있어서,
상기 광중합성 화합물은 UV 경화형 고분자 매트릭스의 총 중량에 대하여 10 내지 90 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는, 리튬 이차전지용 전해질.
3. The method of claim 2,
The photopolymerizable compound is an electrolyte for a lithium secondary battery, characterized in that it is contained in an amount of 10 to 90% by weight based on the total weight of the UV-curable polymer matrix.
제2항에 있어서,
상기 광중합 개시제는 리튬 이차전지용 전해질 총 중량에 대하여 0.1 내지 10 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는, 리튬 이차전지용 전해질
3. The method of claim 2,
The photopolymerization initiator is an electrolyte for a lithium secondary battery, characterized in that it is included in an amount of 0.1 to 10% by weight based on the total weight of the electrolyte for a lithium secondary battery.
제1항에 있어서,
상기 황화물계 고체전해질은 하기 화학식 1로 표현되는 아지로다이트(Argyrodite)형 결정구조를 갖는 것을 특징으로 하는, 리튬 이차전지용 전해질:
[화학식 1]
Li6PS5-aXa
상기 화학식 1에서,
X는 Cl, Br, I 및 F로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 종 이상이고, a는 0≤a≤5 이다.
According to claim 1,
The sulfide-based solid electrolyte is an electrolyte for a lithium secondary battery, characterized in that it has an Argyrodite-type crystal structure represented by the following Chemical Formula 1:
[Formula 1]
Li 6 PS 5-a X a
In Formula 1,
X is at least one selected from the group consisting of Cl, Br, I and F, and a is 0≤a≤5.
제1항에 있어서,
상기 UV 경화형 고분자 매트릭스와 상기 황화물계 고체 전해질은 1:0.5 내지 1:2 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는, 리튬 이차전지용 전해질.
According to claim 1,
The UV-curable polymer matrix and the sulfide-based solid electrolyte are mixed in a weight ratio of 1:0.5 to 1:2, an electrolyte for a lithium secondary battery.
제1항에 있어서,
상기 전해질의 이온전도도는 25 ℃ 기준으로, 4 Ω*cm 이하인 것을 특징으로 하는, 리튬 이차전지용 전해질.
According to claim 1,
The electrolyte for a lithium secondary battery, characterized in that the ionic conductivity of the electrolyte is 4 Ω * cm or less based on 25 °C.
양극; 음극; 및 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 리튬 이차전지용 전해질을 포함하는 리튬 이차전지.
anode; cathode; and a lithium secondary battery comprising the electrolyte for a lithium secondary battery of any one of claims 1 to 9.
KR1020210029972A 2021-03-08 2021-03-08 Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same KR20220125981A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210029972A KR20220125981A (en) 2021-03-08 2021-03-08 Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210029972A KR20220125981A (en) 2021-03-08 2021-03-08 Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220125981A true KR20220125981A (en) 2022-09-15

Family

ID=83281558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210029972A KR20220125981A (en) 2021-03-08 2021-03-08 Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220125981A (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101995829B1 (en) 2017-07-28 2019-07-03 한국생산기술연구원 Method for preparing solid electrolyte material for all-solid-state lithium secondary battery and method for manufacturing all-solid-state lithium secondary battery comprising the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101995829B1 (en) 2017-07-28 2019-07-03 한국생산기술연구원 Method for preparing solid electrolyte material for all-solid-state lithium secondary battery and method for manufacturing all-solid-state lithium secondary battery comprising the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102247500B1 (en) Electrolyte, prepraring method thereof, and lithium secondary battery comprising the electrolyte
JP4418134B2 (en) Polymer gel electrolyte and lithium battery using the same
US9362592B2 (en) Method of preparing gel polymer electrolyte secondary battery and gel polymer electrolyte secondary battery
KR100337889B1 (en) Lithium secondary battery
KR100759541B1 (en) Polymer lithium battery and preparing method therefor
CN101689678B (en) Overcharge protection by coupling redox shuttle chemistry with radical polymerization additives
JP4149241B2 (en) Polymer electrolyte forming composition for improving overcharge safety and lithium battery using the same
US8603682B2 (en) Secondary battery and manufacturing method of the same
KR102093129B1 (en) Gel electrolyte comprising crosslinked polymer and manufacturing method for the same
JP6716251B2 (en) Composition for forming heat resistant porous layer, separation membrane containing heat resistant porous layer, electrochemical cell using separation membrane, and method for producing separation membrane
CN110574209B (en) Polymer electrolyte for secondary battery and lithium secondary battery including the same
KR102320017B1 (en) Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same
KR100412092B1 (en) Polymer electrolyte and lithium battery employing the same
KR20040020631A (en) Polymer electrolyte and lithium battery employing the same
US11114698B2 (en) Method of preparing pouch type secondary battery
US7097943B2 (en) UV-cured multi-component polymer blend electrolyte, lithium secondary battery and their fabrication method
JP4217425B2 (en) Novel polymer electrolyte and lithium secondary battery
KR20220125981A (en) Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same
KR102439830B1 (en) Polymeric passivation layer for secondary battery electrode and secondary battery comprising the same
KR102287766B1 (en) Manufacturing method of secondary battery
JP2005078866A (en) Nonaqueous solvent secondary battery
KR102128041B1 (en) Solid polymer electrolyte, electrode structure and lithium secondary battery including the same, and manufacturing method of solid polymer electrolyte film
KR102240873B1 (en) Polymer electrolyte film for lithium metal electrode, electrode structure and electrochemical device including the same, and manufacturing method of the polymer electrolyte film
US20220376295A1 (en) Polymer electrolyte membrane, electrode structure and electrochemical device including same, and method for manufacturing polymer electrolyte membrane
KR20240030457A (en) Method of manufacturing electrode stack