KR20230113898A - Electrolyte for secondary battery, manufacturing method thereof, and secondary battery comprising same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 의한 이차전지용 전해질 첨가제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, R1 내지 R6은 각각 독립적으로,
수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 10 이하의 직쇄 또는 분지쇄로서, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 시클로알케닐기, 알키닐기, 시클로알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴알킬기 및 아릴알케닐기; 중에서 선택된다. An electrolyte additive for a secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a compound represented by Formula 1 below:
[Formula 1]
In Formula 1, R1 to R6 are each independently
hydrogen; As a substituted or unsubstituted straight chain or branched chain having 10 or less carbon atoms, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an alkynyl group, a cycloalkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, an arylalkyl group, and an arylalkenyl group; are selected from
Description
본 발명은 이차전지의 성능을 향상시킬 수 있는 신규한 이차전지용 전해질 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a novel secondary battery electrolyte capable of improving the performance of the secondary battery and a secondary battery including the same.
전지는 비디오 카메라, 휴대폰, 노트북 컴퓨터 등 휴대용 전자기기의 구동 전원으로 사용된다. 재충전이 가능한 이차전지, 특히 리튬 이차전지는 기존의 납 축전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈수소 전지, 니켈아연 전지 등과 비교하여 단위 중량 당 에너지 밀도가 3배 이상 높고 고속 충전이 가능하다.Batteries are used as power sources for portable electronic devices such as video cameras, mobile phones, and notebook computers. Rechargeable secondary batteries, especially lithium secondary batteries, have three times higher energy density per unit weight than conventional lead storage batteries, nickel-cadmium batteries, nickel-metal hydride batteries, and nickel-zinc batteries, and can be charged at high speed.
이러한 이차전지, 특히 리튬 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있으며, 이에 따라 높은 에너지 밀도와 방전 전압을 갖는 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해졌고, 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.Demand for such secondary batteries, particularly lithium secondary batteries, is rapidly increasing, and accordingly, a lot of research has been conducted on lithium secondary batteries having high energy density and discharge voltage, and they have been commercialized and widely used.
리튬 이차전지는 기타 전지와 비교하여 무게가 가볍고, 체적이 작으며, 동작 전압이 높고, 에너지 밀도가 높으며, 출력 전력이 크고, 충전 효율이 높으며, 메모리 효과가 없고 수명이 길다는 등의 장점을 가져서 휴대폰, 노트북 등의 디지털 제품 분야에서 광범위하게 응용되고 있고, 전기자동차, 대형 에너지 저장장치를 위한 최고 선택 중 하나로 여겨지고 있다.Compared to other batteries, lithium secondary batteries have advantages such as light weight, small volume, high operating voltage, high energy density, high output power, high charging efficiency, no memory effect, and long lifespan. It has been widely applied in the field of digital products such as mobile phones and laptops, and is considered one of the best choices for electric vehicles and large-scale energy storage devices.
최근 들어, 전기 자동차와 같은 중대형 리튬 이차전지의 개발이 진행됨에 따라 고전압 및 고용량의 리튬 이차전지를 구현하기 위해 다양한 연구가 진행되고 있는데, 특히 고전압 고용량을 구현하기 위해 양극 활물질의 개발과 이에 적합한 전해질 첨가제가 필요한 상황이다.Recently, as the development of medium and large-sized lithium secondary batteries such as electric vehicles is progressing, various studies are being conducted to realize high voltage and high capacity lithium secondary batteries. This is where additives are needed.
본 발명은 이차전지의 전기화학적 성능, 반응속도 및 안정성을 향상할 수 있는 신규한 이차전지용 전해질을 제공하고자 한다. The present invention is intended to provide a novel electrolyte for a secondary battery capable of improving the electrochemical performance, reaction rate and stability of the secondary battery.
본 발명은 음극 및 양극의 안정성 및 내구성을 향상시킴으로써, 이차전지에서 우수한 충방전 특성, 출력 특성, 용량 특성 및 전압 특성을 갖도록 하는 이차전지용 전해질을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide an electrolyte for a secondary battery having excellent charge/discharge characteristics, output characteristics, capacity characteristics, and voltage characteristics in a secondary battery by improving stability and durability of a negative electrode and a positive electrode.
또한, 본 발명은 이차전지의 양극 표면에 보호막을 형성하여 이차전지의 용량유지율과 수명유지율을 충분히 향상시키는 이차전지용 전해질을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide an electrolyte for a secondary battery that sufficiently improves the capacity retention rate and life retention rate of the secondary battery by forming a protective film on the surface of the anode of the secondary battery.
본 발명의 일 실시예에 의한 이차전지용 전해질 첨가제는 하기 화학식 1로 표시되는 다이술폰산(disulfonate) 화합물을 포함한다. An electrolyte additive for a secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a disulfonic acid compound represented by Formula 1 below.
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서, R1 내지 R6은 서로 동일하거나 상이하며 각각 독립적으로, 수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 10 이하의 직쇄 또는 분지쇄로서, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 시클로알케닐기, 알키닐기, 시클로알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴알킬기 및 아릴알케닐기; 중에서 선택된다. In Formula 1, R1 to R6 are the same as or different from each other and are each independently hydrogen; As a substituted or unsubstituted straight chain or branched chain having 10 or less carbon atoms, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an alkynyl group, a cycloalkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, an arylalkyl group, and an arylalkenyl group; are selected from
보다 바람직한 일 예로서, 상기 화학식 1에서, R1 내지 R6 중에서 어느 하나 이상이 치환되는 경우, 치환기는 할로겐(-X) 또는 시아노기(-CN)일 수 있다. As a more preferred example, in Formula 1, when any one or more of R1 to R6 is substituted, the substituent may be a halogen (-X) or a cyano group (-CN).
보다 바람직한 일 예로서, 상기 화학식 1로 표시되는 다이술폰산(disulfonate) 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-6으로 표시되는 화합물일 수 있다. As a more preferable example, the disulfonic acid compound represented by Chemical Formula 1 may be a compound represented by Chemical Formulas 1-1 to 1-6.
[화학식 1-1][Formula 1-1]
[화학식 1-2][Formula 1-2]
[화학식 1-3][Formula 1-3]
[화학식 1-4][Formula 1-4]
[화학식 1-5][Formula 1-5]
[화학식 1-6][Formula 1-6]
보다 바람직한 일 예로서, 상기 화학식 1로 표시되는 다이술폰산(disulfonate) 화합물은 이차전지용 전해질 전체 대비 0.1 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. As a more preferable example, the disulfonic acid compound represented by Chemical Formula 1 may be included in an amount of 0.1 to 10% by weight based on the total weight of the secondary battery electrolyte.
보다 바람직한 일 예로서, 상기 이차전지용 전해질은 리튬염; 용매; 및 상기 화학식 1로 표시되는 다이술폰산(disulfonate)화합물 이외의 첨가제; 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. As a more preferable example, the electrolyte for the secondary battery may include a lithium salt; menstruum; and additives other than the disulfonic acid compound represented by Formula 1 above; It may further include any one or more selected from among.
보다 바람직한 일 예로서, 상기 이차전지용 전해질에 더 포함되는 상기 화학식 1로 표시되는 다이술폰산(disulfonate)화합물 이외의 첨가제는 산화분해형 첨가제 또는 환원분해형 첨가제일 수 있다. As a more preferred example, additives other than the disulfonic acid compound represented by Chemical Formula 1 further included in the secondary battery electrolyte may be an oxidation decomposition type additive or a reduction decomposition type additive.
본 발명의 일 실시예에 의한 이차전지는 양극활물질을 포함하는 양극; 음극활물질을 포함하는 음극; 및 양극과 음극 사이에 포함되는 상기 이차전지용 전해질;을 포함한다. A secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a cathode including a cathode active material; A negative electrode containing a negative electrode active material; and the secondary battery electrolyte included between the positive electrode and the negative electrode.
일 예로서, 상기 양극은 과리튬 층상 산화물(overlithiated layered oxide, OLO)계 양극활물질을 포함할 수 있다. As an example, the cathode may include an overlithiated layered oxide (OLO)-based cathode active material.
일 예로서, 상기 음극은 실리콘계 음극활물질을 포함할 수 있다. As an example, the negative electrode may include a silicon-based negative electrode active material.
본 발명은 이차전지의 전기화학적 성능, 반응속도 및 안정성을 향상할 수 있는 신규한 이차전지용 전해질을 제공한다. The present invention provides a novel electrolyte for a secondary battery capable of improving the electrochemical performance, reaction rate and stability of the secondary battery.
상기 이차전지용 전해질은 음극 및 양극의 안정성 및 내구성을 향상시킴으로써, 이차전지에서 우수한 충방전 특성, 출력 특성, 용량 특성 및 전압 특성을 갖도록 한다. The electrolyte for a secondary battery improves stability and durability of a negative electrode and a positive electrode, so that the secondary battery has excellent charge/discharge characteristics, output characteristics, capacity characteristics, and voltage characteristics.
또한, 상기 이차전지용 전해질은 이차전지의 양극 표면에 보호막을 형성하여 이차전지의 용량유지율과 수명유지율을 충분히 향상시키는 효과가 있다.In addition, the secondary battery electrolyte has an effect of sufficiently improving the capacity retention rate and life retention rate of the secondary battery by forming a protective film on the surface of the anode of the secondary battery.
본 발명의 기술적 사상의 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다. Embodiments of the technical idea of the present invention may provide various effects not specifically mentioned.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. The advantages and features of the present invention, and how to achieve them, will become clear with reference to the detailed description of the embodiments below. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms.
본 명세서에서 사용되는 "포함하는"은 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.As used herein, “comprising” should be understood as an open-ended term that connotes the possibility of including other embodiments.
본 명세서에서 사용되는 "바람직한" 및 "바람직하게"는 소정 환경 하에서 소정의 이점을 제공할 수 있는 본 발명의 실시 형태를 지칭한다. 그러나, 동일한 환경 또는 다른 환경 하에서, 다른 실시 형태가 또한 바람직할 수 있다. 추가로, 하나 이상의 바람직한 실시 형태의 언급은 다른 실시 형태가 유용하지 않다는 것을 의미하지 않으며, 본 발명의 범주로부터 다른 실시 형태를 배제하고자 하는 것은 아니다.As used herein, “preferred” and “preferably” refer to embodiments of the invention that may provide certain advantages under certain circumstances. However, other embodiments may also be preferred, under the same or other circumstances. Additionally, the recitation of one or more preferred embodiments does not imply that the other embodiments are not useful, nor is it intended to exclude the other embodiments from the scope of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 의한 이차전지용 전해질 첨가제는 하기 화학식 1로 표시되는 다이술폰산(disulfonate) 화합물을 포함한다. An electrolyte additive for a secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a disulfonic acid compound represented by Formula 1 below.
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서, R1 내지 R6은 서로 동일하거나 상이하며 각각 독립적으로, 수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 10 이하의 직쇄 또는 분지쇄로서, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 시클로알케닐기, 알키닐기, 시클로알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴알킬기 및 아릴알케닐기; 중에서 선택된다. In Formula 1, R1 to R6 are the same as or different from each other and are each independently hydrogen; As a substituted or unsubstituted straight chain or branched chain having 10 or less carbon atoms, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an alkynyl group, a cycloalkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, an arylalkyl group, and an arylalkenyl group; are selected from
상기 '치환 또는 비치환된'은 할로겐, 시아노기, 니트로기, 하이드록시기, 카보닐기, 에스테르기, 이미드기, 아미노기, 포스핀옥사이드기, 알콕시기, 아릴옥시기, 알킬티옥시기, 아릴티옥시기, 알킬술폭시기, 아릴술폭시기, 실릴기, 붕소기, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 아르알킬기, 아르알케닐기, 알킬아릴기, 알킬아민기. 아랄킬아민기, 헤테로아릴아민기, 아릴아민기, 아릴포스핀기, 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 것이다.The 'substituted or unsubstituted' refers to a halogen, a cyano group, a nitro group, a hydroxy group, a carbonyl group, an ester group, an imide group, an amino group, a phosphine oxide group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkylthioxy group, an arylthio group Group, alkyl sulfoxy group, aryl sulfoxy group, silyl group, boron group, alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, aralkyl group, aralkenyl group, alkylaryl group, alkylamine group. It is substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of an aralkylamine group, a heteroarylamine group, an arylamine group, an arylphosphine group, and a heterocyclic group.
상기 이차전지는 리튬이온 이차전지, 리튬금속 이차전지, 리튬폴리머 이차전지, 리튬이온 폴리머 이차전지, 리튬황 이차전지, 또는 전고체 전지 등일 수 있으나, 이차전지라면 이에 한정되는 것은 아니다. The secondary battery may be a lithium ion secondary battery, a lithium metal secondary battery, a lithium polymer secondary battery, a lithium ion polymer secondary battery, a lithium sulfur secondary battery, or an all-solid-state battery, but the secondary battery is not limited thereto.
또한, 상기 이차전지용 전해질은 전해액, 고체 전해질 및/또는 겔 전해질 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. In addition, the electrolyte for the secondary battery may be an electrolyte, a solid electrolyte, and/or a gel electrolyte, but is not limited thereto.
본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 다이술폰산(disulfonate) 화합물은 전해질 첨가제로서 산화 분해되어 양극 표면에 보호막을 형성할 수 있는 물질인 산화 분해형 첨가제일 수 있다. The disulfonic acid compound represented by Chemical Formula 1 of the present invention is an electrolyte additive and may be an oxidative decomposition type additive that is a material capable of forming a protective film on the surface of an anode by oxidative decomposition.
기존의 산화 분해형 첨가제는 이차전지의 용량유지율과 수명유지율을 충분히 만족시키지 못하는 문제가 있었으나, 본 발명자들은 전해액의 분해를 막고 활물질 손상을 막는 산화 분해형 첨가제를 개발하고자 노력한 바, 상기 화학식 1로 표시되는 다이술폰산(disulfonate) 화합물을 포함하는 이차전지용 전해질이 이차전지의 전기화학적 성능, 반응 속도 및 안정성을 향상시키고 또한 용량유지율과 수명유지율을 충분히 향상시킬 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.Existing oxidative decomposition additives have a problem of not sufficiently satisfying the capacity retention rate and life retention rate of a secondary battery. The present invention was completed after confirming that the electrolyte for a secondary battery containing the indicated disulfonic acid compound can improve the electrochemical performance, reaction rate and stability of the secondary battery, and also sufficiently improve the capacity retention rate and life retention rate.
상기 화학식 1로 표시되는 다이술폰산(disulfonate) 화합물은 구입하거나 제조할 수 있다. The disulfonic acid compound represented by Formula 1 may be purchased or manufactured.
다이술폰산(disulfonate) 화합물을 제조하는 경우에는 그 제조 방법에는 제한이 없지만, 일 예로 하기 반응식 1 에 의해 제조될 수 있다. In the case of preparing a disulfonic acid (disulfonate) compound, the manufacturing method is not limited, but may be prepared by the following Reaction Scheme 1 as an example.
[반응식 1][Scheme 1]
일 예로서, 상기 화학식 1로 표시되는 다이술폰산(disulfonate) 화합물은 하기와 같을 수 있다. As an example, the disulfonic acid compound represented by Chemical Formula 1 may be as follows.
보다 바람직한 일 예로서, 상기 화학식 1에서, R1 내지 R6 중에서 어느 하나 이상이 치환되는 경우, 치환기는 할로겐(-X) 또는 시아노기(-CN)일 수 있다.As a more preferred example, in Formula 1, when any one or more of R1 to R6 is substituted, the substituent may be a halogen (-X) or a cyano group (-CN).
보다 바람직한 일 예로서, 상기 화학식 1로 표시되는 다이술폰산(disulfonate) 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-6으로 표시되는 화합물일 수 있다. As a more preferable example, the disulfonic acid compound represented by Chemical Formula 1 may be a compound represented by Chemical Formulas 1-1 to 1-6.
[화학식 1-1][Formula 1-1]
[화학식 1-2][Formula 1-2]
[화학식 1-3][Formula 1-3]
[화학식 1-4][Formula 1-4]
[화학식 1-5][Formula 1-5]
[화학식 1-6][Formula 1-6]
보다 바람직한 일 예로서, 상기 화학식 1로 표시되는 다이술폰산(disulfonate) 화합물은, 산화 분해형 첨가제로서, 이차전지용 전해질 전체 대비 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 5중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 3중량% 포함될 수 있다. 산화 분해형 첨가제가 상기 함량으로 포함되는 경우 전해액의 분해를 막고 양극활물질의 손상을 막아, 결과적으로 전지의 용량유지율과 수명 유지율을 향상시킬 수 있다.As a more preferred example, the disulfonic acid compound represented by Formula 1 is an oxidatively decomposable additive, 0.1 to 10% by weight, preferably 0.5 to 5% by weight, more preferably 0.5 to 5% by weight, based on the total amount of the secondary battery electrolyte. 1 to 3% by weight may be included. When the oxidative decomposition type additive is included in the above content, it is possible to prevent decomposition of the electrolyte solution and damage to the cathode active material, thereby improving the capacity retention rate and life retention rate of the battery.
일 예로서, 본 발명의 일 실시예에 의한 이차전지용 전해질은 상기 화학식 1로 표시되는 다이술폰산(disulfonate) 화합물 이외에 당업계에서 사용되는 통상의 산화분해형 첨가제를 더 포함할 수 있다. As an example, the electrolyte for a secondary battery according to an embodiment of the present invention may further include a conventional oxidative decomposition type additive used in the art in addition to the disulfonic acid compound represented by Chemical Formula 1.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 다이술폰산(disulfonate) 화합물은 상기 화학식 1로 표시되는 다이술폰산(disulfonate) 화합물 이외에 환원분해형 첨가제를 더 포함할 수 있다. In addition, the disulfonic acid compound represented by Chemical Formula 1 may further include a reduction decomposition type additive in addition to the disulfonic acid compound represented by Chemical Formula 1.
일 예로서, 상기 이차전지용 전해질은 리튬염 및 용매를 더 포함할 수 있다. As an example, the secondary battery electrolyte may further include a lithium salt and a solvent.
일 예로서, 상기 리튬염은 LiPF6, LiBF4, LiB12F12, LiAsF6, LiFSO3, Li2SiF6, LiCF3CO2, LiCH3CO2, LiCF3SO3, LiC4F9SO3, LiCF3CF2SO3, LiCF3(CF2)7SO3, LiCF3CF2(CF3)2CO, Li(CF3SO2)2CH, LiNO3, LiN(CN)2, LiN(FSO2)2, LiN(F2SO2)2, LiN(CF3SO2)2, LiN(C2F5SO2)2, LiC(CF3SO2)3, LiP(CF3)6, LiPF(CF3)5, LiPF2(CF3)4, LiPF3(CF3)3, LiPF4(CF3)2, LiPF4(C2F5)2, LiPF4(CF3SO2)2, LiPF4(C2F5SO2)2, LiBF2C2O4, LiBC4O8, LiBF2(CF3)2, LiBF2(C2F5)2, LiBF2(CF3SO2)2, LiBF2(C2F5SO2)2, LiSbF6, LiAlO4, LiAlF4, LiSCN, LiClO4, LiCl, LiF, LiBr, LiI, LiAlCl4 중에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.As an example, the lithium salt is LiPF 6 , LiBF 4 , LiB 12 F 12 , LiAsF 6 , LiFSO 3 , Li 2 SiF 6 , LiCF 3 CO 2 , LiCH 3 CO 2 , LiCF 3 SO 3 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiCF 3 CF 2 SO 3 , LiCF 3 (CF 2 ) 7 SO 3 , LiCF 3 CF 2 (CF 3 ) 2 CO, Li(CF 3 SO 2 ) 2 CH, LiNO 3 , LiN(CN) 2 , LiN (FSO 2 ) 2 , LiN(F 2 SO 2 ) 2 , LiN(CF 3 SO 2 ) 2 , LiN(C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiC(CF 3 SO 2 ) 3 , LiP(CF 3 ) 6 , LiPF(CF 3 ) 5 , LiPF 2 (CF 3 ) 4 , LiPF 3 (CF 3 ) 3 , LiPF 4 (CF 3 ) 2 , LiPF 4 (C 2 F 5 ) 2 , LiPF 4 (CF 3 SO 2 ) 2 , LiPF 4 (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiBF 2 C 2 O 4 , LiBC 4 O 8 , LiBF 2 (CF 3 ) 2 , LiBF 2 (C 2 F 5 ) 2 , LiBF 2 (CF 3 SO 2 ) 2 , LiBF 2 (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiSbF 6 , LiAlO 4 , LiAlF 4 , LiSCN, LiClO 4 , LiCl, LiF, LiBr, LiI, LiAlCl 4 It may be any one or more selected, but It is not limited.
일 예로서, 상기 용매는 상기 전해질 첨가제가 용해될 수 있는 유기 용매인 것이 바람직하며, 통상적으로 이차전지에 사용될 수 있는 용매는 모두 사용될 수 있으며, 특별히 이에 제한되는 것이 아니다. 일 예로서, 카보네이트계, 에스테르계, 에테르계, 케톤계, 알코올계, 또는 비양성자성 용매 등이 사용될 수 있다. 또한, 일 실시예로서 에틸렌카보네이트(Ethylene carbonate, EC) 및 에틸 메틸 카보네이트(Ethyl methyl carbonate, EMC)를 적어도 어느 하나 이상 포함할 수 있다. As an example, the solvent is preferably an organic solvent in which the electrolyte additive can be dissolved, and all solvents that can be commonly used in secondary batteries may be used, and are not particularly limited thereto. As an example, carbonate-based, ester-based, ether-based, ketone-based, alcohol-based, or aprotic solvents may be used. In addition, as an embodiment, at least one or more of ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) may be included.
또한, 상기 이차전지용 전해질은 또 다른 첨가제를 더 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 첨가제는 카보네이트 계열의 화합물, 설톤 계열의 화합물 및 포스파젠 계열의 화합물에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 보다 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 선형 포스피네이트(phosphinate) 구조의 전해질은 옥살레이토보레이트계, 옥살레이토포스페이트계, 불소로 치환된 카보네이크계, 비닐리덴 카보네이트계 및 설피닐기 함유 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 첨가제를 더 포함하는 경우 보다 이차전지의 음극 및 양극의 안정성 및 내구성을 향상시킬 수 있다. In addition, the electrolyte for a secondary battery may further include another additive. As an example, the additive may be at least one selected from carbonate-based compounds, sultone-based compounds, and phosphazene-based compounds, but is not limited thereto. More preferably, the electrolyte of the linear phosphinate structure according to an embodiment of the present invention is an oxalatoborate-based, oxalatophosphate-based, fluorine-substituted carbonate-based, vinylidene carbonate-based, and sulfyic acid electrolyte. It is possible to improve the stability and durability of the negative electrode and the positive electrode of the secondary battery compared to the case of further including any one or more additives selected from the group consisting of yl group-containing compounds.
본 발명의 일 실시예에 의한 이차전지는 양극활물질을 포함하는 양극; 음극활물질을 포함하는 음극; 및 양극과 음극 사이에 포함되는 상기 이차전지용 전해질;을 포함한다. A secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a cathode including a cathode active material; A negative electrode containing a negative electrode active material; and the secondary battery electrolyte included between the positive electrode and the negative electrode.
상기 양극은 집전체 및 상기 집전체에 형성되는 양극활물질 층을 포함하며, 상기 양극활물질 층은 양극활물질 이외에도 바인더 또는 도전재를 더 포함할 수 있다. 상기 양극활물질은 이온의 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물이라면, 이에 특별한 제한은 없다. 일 예로서, 상기 양극활물질은 LiNixCoyMnzL(1-x-y-z)O2 (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤z≤1, 및 L은 Al, Sr, Mg, Ti, Nb, V, Ca, Zr, Zn, Sn, Si 및 Fe 중에서 선택된 어느 하나 이상), LiNixCoyAlzL(1-x-y-z)O2 (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤z≤1 및 L이 Al, Sr, Mg, Ti, Nb, V, Ca, Zr, Zn, Sn, Si 및 Fe 중에서 선택된 어느 하나 이상), wLi2MnO3(1-w)LiMnaNibCocL(1-a-b-c)O2(0<w<1, 0≤a≤1, 0≤b≤1, 0≤c≤1, 및 L은 Al, Sr, Mg, Ti, Nb, V, Ca, Zr, Zn, Sn, Si, Sb 및 Fe 중에서 선택된 어느 하나 이상), Li1.2Mn0.8-aLaO2 (0≤a≤0.8, 및 L은 Al, Sr, Mg, Ca, Ti, V, Cr, Ni, Co, Fe, Cu, Nb, W, Zr, Zn, Sn, Sb 및 Si 중 선택된 어느 하나 이상), LiMPO4 (M은 Fe, Co, Ni, 및 Mn 중에서 선택된 어느 하나 이상), LiMn2-xMxO4 (0≤x<1 및 M은 Ni, Co, Fe, Cr, V, Ti, Nb, Cu, Sn, Sb 및 Si 중에서 선택된 어느 하나 이상), Li2N1-xMxO3 (0≤x<1, N은 Mn, Ni, Sn, Fe, Ru 및 Ir 중 선택된 어느 하나 이상이고, M은 Ti, Mn, Sn, Sb, Ru, 및 Te 중에서 선택된 어느 하나 이상), 및 Li1+xNy-zMzO2 (0≤x≤1, N은 Ti 및 Nb 중에서 선택된 어느 하나 이상이고, M은 V, Ti, Mo 및 W 중에서 선택된 어느 하나 이상) 중에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. The cathode includes a current collector and a cathode active material layer formed on the current collector, and the cathode active material layer may further include a binder or a conductive material in addition to the cathode active material. The cathode active material is not particularly limited as long as it is a compound capable of intercalation and deintercalation of ions. As an example, the cathode active material is LiNi x Co y Mn z L (1-xyz) O 2 (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤z≤1, and L is Al, Sr, Mg, At least one selected from Ti, Nb, V, Ca, Zr, Zn, Sn, Si and Fe), LiNi x Co y Al z L (1-xyz) O 2 (0≤x≤1, 0≤y≤1 , 0≤z≤1 and L is at least one selected from Al, Sr, Mg, Ti, Nb, V, Ca, Zr, Zn, Sn, Si and Fe), wLi 2 MnO 3 (1-w)LiMn a Ni b Co c L (1-abc) O 2 (0<w<1, 0≤a≤1, 0≤b≤1, 0≤c≤1, and L is Al, Sr, Mg, Ti, Nb, At least one selected from V, Ca, Zr, Zn, Sn, Si, Sb, and Fe), Li 1.2 Mn 0.8-a L a O 2 (0≤a≤0.8, and L is Al, Sr, Mg, Ca, At least one selected from Ti, V, Cr, Ni, Co, Fe, Cu, Nb, W, Zr, Zn, Sn, Sb and Si), LiMPO 4 (M is any one selected from Fe, Co, Ni, and Mn) one or more), LiMn 2-x M x O 4 (0≤x<1 and M is any one or more selected from Ni, Co, Fe, Cr, V, Ti, Nb, Cu, Sn, Sb and Si), Li 2 N 1-x M x O 3 (0≤x<1, N is at least one selected from Mn, Ni, Sn, Fe, Ru, and Ir, and M is Ti, Mn, Sn, Sb, Ru, and Te At least one selected from), and Li 1+x N yz M z O 2 (0≤x≤1, N is at least one selected from Ti and Nb, M is any one selected from V, Ti, Mo and W or more) may be any one or more selected from among.
상기 음극은 집전체 및 상기 집전체 위에 형성된 음극활물질 층을 포함하며, 상기 음극활물질 층은 음극활물질 이외에도 바인더 또는 도전재를 더 포함할 수 있다. 상기 음극활물질은 이온을 가역적으로 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 물질이라면, 이에 특별한 제한은 없다. 일 예로서, 탄소계 또는 실리콘계 음극활물질이 사용될 수 있다. The negative electrode includes a current collector and a negative active material layer formed on the current collector, and the negative active material layer may further include a binder or a conductive material in addition to the negative active material. The negative electrode active material is not particularly limited as long as it is a material capable of reversibly intercalating and deintercalating ions. As an example, a carbon-based or silicon-based negative electrode active material may be used.
다만, 보다 바람직하게는 상기 양극활물질은 과리튬 층상 산화물(overlithiated layered oxide, OLO)계일 수 있다. 또한, 상기 음극활물질은 실리콘계일 수 있다. However, more preferably, the cathode active material may be an overlithiated layered oxide (OLO) system. In addition, the anode active material may be silicon-based.
일반적인 리튬 이차전지에서는 리튬염을 유기 용매에 용해시킨 것을 전해액으로 사용하는데, 과리튬 층상 산화물(overlithiated layered oxide, OLO)계 양극활물질은 고전압 환경을 조성하는 한편 첫 충전시 산소 기체를 발생시킨다. 또한, 실리콘계 음극활물질은 반복적인 충방전에 따라 심각한 부피 팽창이 일어나 그 표면에 크랙킹(cracking)이 형성된다. 따라서, 결국, 상기 각 활물질이 적용된 전극의 표면에서는 공통적으로 전해액의 분해 반응이 유발된다. 그 결과, 전해액이 점차 고갈되어 전지의 전기 화학적 성능이 급격하게 열화됨은 물론이고, 각각의 전극 표면에 저항으로 작용되는 두꺼운 피막이 형성됨에 따라 전지의 전기 화학적 반응 속도가 저하되며, 전해액의 분해 결과 생성되는 산성 물질(예를 들어, HF등)이 각 전극 피막을 녹이거나 양극 활물질을 손상시켜 전지의 전기 화학적 안정성이 보장되지 못하는 문제가 있다.In a general lithium secondary battery, a lithium salt dissolved in an organic solvent is used as an electrolyte, and an overlithiated layered oxide (OLO)-based cathode active material creates a high voltage environment while generating oxygen gas during first charge. In addition, the silicon-based negative electrode active material undergoes serious volume expansion due to repeated charging and discharging, and cracking is formed on its surface. Therefore, in the end, the decomposition reaction of the electrolyte is commonly induced on the surface of the electrode to which each of the active materials is applied. As a result, the electrochemical performance of the battery is rapidly degraded due to the gradual depletion of the electrolyte solution, and the electrochemical reaction rate of the battery is lowered as a thick film acting as resistance is formed on the surface of each electrode, resulting in the decomposition of the electrolyte solution. There is a problem in that the electrochemical stability of the battery is not guaranteed because acidic substances (eg, HF, etc.) that dissolve each electrode film or damage the cathode active material.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 다이술폰산(disulfonate) 화합물을 포함하는 이차전지용 전해질은 특히 과리튬 층상 산화물(overlithiated layered oxide, OLO)계의 양극활물질 및/또는 실리콘계 음극활물질을 포함하는 이차전지에서 잘 발생하는 이와 같은 문제를 해소시킴으로써 전기 화학적 성능을 향상시킬 수 있다. The electrolyte for a secondary battery containing the disulfonic acid compound represented by Chemical Formula 1 of the present invention is particularly well suited for a secondary battery containing an overlithiated layered oxide (OLO)-based positive electrode active material and/or a silicon-based negative electrode active material. Electrochemical performance can be improved by solving such a problem that occurs.
상기 이차전지에 분리막이 더 포함되는 경우, 상기 분리막은 다공성 고분자 필름, 예를 들면 에틸렌 단독 중합체, 프로필렌 단독 중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 에틸렌/헥센 공중합체 및 에틸렌/메타크릴레이트 공중합체 등의 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름을 단독으로 또는 이들을 적층해 이용해도 되고, 혹은 통상의 다공성 부직포, 예를 들면 고융점의 유리 섬유, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 등의 부직포를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. When the secondary battery further includes a separator, the separator is a porous polymer film, for example, ethylene homopolymer, propylene homopolymer, ethylene/butene copolymer, ethylene/hexene copolymer, and ethylene/methacrylate copolymer. Porous polymer films made of polyolefin-based polymers may be used alone or by laminating them, or ordinary porous nonwoven fabrics such as high melting point glass fibers and polyethylene terephthalate fibers may be used, but are limited thereto. It is not.
보다 바람직한 일 예로서, 상기 이차전지의 평균 충전 전압이 4.5V 이상일 수 있다. 이는 상기 과리튬 양극 활물질을 포함하는 양극 및/또는 상기 실리콘계 음극 활물질을 포함하는 음극이 적용됨에 따라 발현될 수 있는 높은 범위의 전압이며, 본 발명의 전해질에 포함되는 기능성 첨가제에 의하여 안정적으로 유지될 수 있다.As a more preferable example, the average charging voltage of the secondary battery may be 4.5V or more. This is a high-range voltage that can be developed as the positive electrode including the lithium positive electrode active material and/or the negative electrode including the silicon-based negative electrode active material is applied, and can be stably maintained by the functional additive included in the electrolyte of the present invention. can
상기 이차전지의 제조방법은 공지의 제조방법에 의한 것으로, 자세한 설명은 생략한다. The manufacturing method of the secondary battery is based on a known manufacturing method, and a detailed description thereof will be omitted.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. Embodiments of the present invention may be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.
[전해질 첨가제의 제조][Preparation of Electrolyte Additives]
[합성예 1] bis(trimethylsilyl) methanedisulfonate의 제조 [Synthesis Example 1] Preparation of bis(trimethylsilyl) methanedisulfonate
건조된 one-neck flask 250mL 플라스크에 마그네틱 바, 온도계를 설치하고, 메탄다이술폰산 12.8g(72.81 mmol)에 용매인 포름아마이드 40ml를 적가하였다. 반응은 실온에서 진행하면서 교반을 강하게 하였다. 적가 플라스크를 통해 클로로트리메틸실란 43.5g (0.4 mol)을 천천히 20분동안 적가하였다. 실온에서 1시간 교반하고, 에테르 150ml를 첨가하고 5분간 교반하였다. 분별깔대기를 이용하여 층분리한 후, 유기층은 감압증류를 통해 bis(trimethylsilyl) methanedisulfonate 19.1g (수율 82%)을 수득하였다.A magnetic bar and a thermometer were installed in a dried one-neck flask 250mL flask, and 40ml of formamide as a solvent was added dropwise to 12.8g (72.81 mmol) of methanedisulfonic acid. While the reaction proceeded at room temperature, stirring was strengthened. Through a dropping flask, 43.5 g (0.4 mol) of chlorotrimethylsilane was slowly added dropwise over 20 minutes. After stirring at room temperature for 1 hour, 150 ml of ether was added and stirred for 5 minutes. After layer separation using a separatory funnel, the organic layer was distilled under reduced pressure to obtain 19.1 g of bis(trimethylsilyl) methanedisulfonate (yield: 82%).
[합성예 2] bis(dimethyl(vinyl)silyl) methanedisulfonate의 제조 [Synthesis Example 2] Preparation of bis(dimethyl(vinyl)silyl) methanedisulfonate
클로로트리메틸실란 0.4 mol 대신에 비닐클로로디메틸실란 0.4 mol을 적가하는 것을 제외하고, 합성예 1과 동일하게 진행하여, bis(dimethyl(vinyl)silyl) methanedisulfonate 19.8g을 수득하였다.19.8 g of bis(dimethyl(vinyl)silyl) methanedisulfonate was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1, except that 0.4 mol of vinylchlorodimethylsilane was added dropwise instead of 0.4 mol of chlorotrimethylsilane.
[합성예 3] bis(dimethyl(phenyl)silyl) methanedisulfonate의 제조 [Synthesis Example 3] Preparation of bis(dimethyl(phenyl)silyl) methanedisulfonate
클로로트리메틸실란 0.4 mol 대신에 페닐클로로디메틸실란 0.4 mol을 적가하는 것을 제외하고, 합성예 1과 동일하게 진행하여, bis(dimethyl(phenyl)silyl) methanedisulfonate 20.5g을 수득하였다.20.5 g of bis(dimethyl(phenyl)silyl) methanedisulfonate was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1, except that 0.4 mol of phenylchlorodimethylsilane was added dropwise instead of 0.4 mol of chlorotrimethylsilane.
[합성예 4] bis(ethyldimethylsilyl) methanedisulfonate의 제조 [Synthesis Example 4] Preparation of bis(ethyldimethylsilyl) methanedisulfonate
클로로트리메틸실란 0.4 mol 대신에 클로로에틸디메틸실란 0.4 mol을 적가하는 것을 제외하고, 합성예 1과 동일하게 진행하여, bis(ethyldimethylsilyl) methanedisulfonate 20.2g을 수득하였다.20.2 g of bis(ethyldimethylsilyl) methanedisulfonate was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1, except that 0.4 mol of chloroethyldimethylsilane was added dropwise instead of 0.4 mol of chlorotrimethylsilane.
[합성예 5] bis((3-cyanopropyl)dimethylsilyl) methanedisulfonate의 제조 [Synthesis Example 5] Preparation of bis((3-cyanopropyl)dimethylsilyl) methanedisulfonate
클로로트리메틸실란 0.4 mol 대신에, 3-시아노프로필클로로디메틸실란 0.4 mol을 적가하는 것을 제외하고, 합성예 1과 동일하게 진행하여, bis((3-cyanopropyl)dimethylsilyl) methanedisulfonate 21.3g을 수득하였다.21.3 g of bis((3-cyanopropyl)dimethylsilyl) methanedisulfonate was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1, except that 0.4 mol of 3-cyanopropylchlorodimethylsilane was added dropwise instead of 0.4 mol of chlorotrimethylsilane.
[전해액의 제조][Preparation of Electrolyte]
[실시예 1 내지 5][Examples 1 to 5]
에틸렌카보네이트(EC), 에틸메틸카보네이트(EMC), 디에틸카보네이트( DEC)가 2:5:5(v/v/v)로 혼합된 비수 유기용매에 1M LiPF6와 플루오르에틸렌카보네이트(FEC) 1중량%를 첨가하고, 상기 합성예 1 내지 5의 첨가제 2중량%를 각각 첨가하여 이차전지용 전해액을 제조하였다. 1 weight of 1M LiPF6 and fluoroethylene carbonate (FEC) in a non-aqueous organic solvent in which ethylene carbonate (EC), ethyl methyl carbonate (EMC), and diethyl carbonate (DEC) are mixed in a ratio of 2:5:5 (v/v/v) %, and 2% by weight of the additives of Synthesis Examples 1 to 5 were added, respectively, to prepare an electrolyte solution for a secondary battery.
[비교예 1][Comparative Example 1]
상기 합성예 1 내지 5의 첨가제를 첨가하지 않는 것을 제외하고, 상기 실시예 1 내지 5와 동일하게 이차전지용 전해액을 제조하였다. An electrolyte solution for a secondary battery was prepared in the same manner as in Examples 1 to 5, except that the additives of Synthesis Examples 1 to 5 were not added.
[이차전지의 제조][Manufacture of secondary battery]
양극활물질로서 LiCoO2 94중량%, 바인더로 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF) 3중량%, 도전재로서 카본블랙 3%를 포함하는 양극활물질층 형성용 조성물을 사용하여 양극을 제조하였다. 또한 음극활물질로서 흑연 96중량%, 바인더로 PVDF 3중량%, 도전재로서 카본블랙 1중량%를 포함하는 음극활물질층 형성용 조성물을 사용하여 음극을 제조하였다.A cathode was prepared using a composition for forming a cathode active material layer containing 94 wt% of LiCoO 2 as a cathode active material, 3 wt% of polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder, and 3% of carbon black as a conductive material. In addition, a negative electrode was prepared using a composition for forming a negative electrode active material layer containing 96% by weight of graphite as a negative electrode material, 3% by weight of PVDF as a binder, and 1% by weight of carbon black as a conductive material.
상기에서 제조된 양극 위에 분리막을 놓고 다시 여기에 음극을 올려 놓은 후, 상기 실시예1 내지 5 및 비교예1에서 제조한 전해액을 각각 주입하고, 진공포장하여 리튬 이차전지를 제조하였다.After placing the separator on the positive electrode prepared above and placing the negative electrode on it again, the electrolyte solutions prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 were injected, respectively, and vacuum packed to prepare a lithium secondary battery.
[실험예] 이차전지 특성[Experimental Example] Characteristics of Secondary Battery
상기 제조된 이차전지의 전지특성을 다음과 같이 평가하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. Battery characteristics of the prepared secondary battery were evaluated as follows, and the results are shown in Table 1 below.
(1) DC-IR (direct current-internal resistance)(One) DC-IR (direct current-internal resistance)
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1에 따라 제작된 각각의 이차전지를 50% 충전 상태에서 0.1C의 정전류로 방전하고 각각 10초간 1C의 정전류 방전하였다.Each of the secondary batteries manufactured according to Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 was discharged at a constant current of 0.1C in a 50% state of charge and discharged at a constant current of 1C for 10 seconds, respectively.
초기 직류 저항 (DC-IR)은 1C와 5C의 10s 방전 데이터로부터 계산하였다. The initial DC resistance (DC-IR) was calculated from 10 s discharge data at 1C and 5C.
(2) 용량 유지율(%)(2) Capacity retention rate (%)
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1에 따라 제작된 각각의 이차전지를 상온(25℃)에서 4.5V까지 1C 충전, 2.75V 1C 방전 후, 4.2V까지 0.5C 충전하여 고온(45℃)에서 1주 방치 후 4.2V까지 1C 충전, 2.75V 1C 방전 2사이클 진행하여 2사이클째의 방전시킨 용량을 측정하였다. Each of the secondary batteries manufactured according to Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 was charged at room temperature (25°C) to 4.5V at 1C, discharged at 2.75V at 1C, and then charged at 0.5C to 4.2V at high temperature (45°C). After being left for 1 week, 1C charging up to 4.2V and 2.75V 1C discharging were performed, and the discharged capacity of the 2nd cycle was measured.
(3) 상온 수명 유지율(%)(3) Room temperature life retention rate (%)
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1에 따라 제작된 각각의 이차전지를 상온(25℃)에서 4.5V까지 1C 충전 후, 2.75V까지 2C 방전하여 초기용량을 측정하고, 이를 500회 반복한 후의 용량을 측정하고, 식 : 수명유지율 = (500회 반복 후 용량/초기용량)*100 으로부터 상온수명유지율을 계산하였다. After charging each of the secondary batteries prepared according to Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 at room temperature (25 ° C) to 4.5V at 1C, discharging at 2C to 2.75V to measure the initial capacity, and repeating this 500 times The capacity was measured, and the life retention rate at room temperature was calculated from the formula: life retention rate = (capacity after 500 repetitions/initial capacity) * 100.
(4) 고온 수명 유지율(%)(4) High temperature life retention rate (%)
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1에 따라 제작된 각각의 이차전지를 고온(45℃)에서 4.5V까지 1C 충전 후, 2.75V까지 2C 방전하여 초기용량을 측정하고, 이를 500회 반복한 후의 용량을 측정하고, 식 : 수명유지율 = (500회 반복 후 용량/초기용량)*100 으로부터 고온수명유지율을 계산하였다. Each of the secondary batteries manufactured according to Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 was charged 1C to 4.5V at a high temperature (45° C.), then discharged to 2.75V by 2C to measure the initial capacity, and after repeating this 500 times The capacity was measured, and the high-temperature life retention rate was calculated from the formula: life retention rate = (capacity after 500 repetitions/initial capacity) * 100.
(DC-IR) (mΩ)Initial DC resistance
(DC-IR) (mΩ)
본 발명의 전해질 첨가제를 포함하는 전해액을 사용한 경우, 상기 첨가제를 넣지 않은 경우에 비해, 리튬 이차전지의 DC-IR전 후 값이 현저히 향상된 것을 확인할 수 있다. In the case of using the electrolyte solution containing the electrolyte additive of the present invention, it can be seen that the value before and after DC-IR of the lithium secondary battery is significantly improved compared to the case where the additive is not added.
본 발명의 전해질 첨가제를 포함하는 전해액을 사용한 경우, 상기 첨가제를 넣지 않은 경우에 비해, 리튬 이차전지의 용량유지율 및 수명유지율이 현저히 향상된 것을 확인할 수 있다.In the case of using the electrolyte solution containing the electrolyte additive of the present invention, it can be seen that the capacity retention rate and life retention rate of the lithium secondary battery are significantly improved compared to the case where the additive is not added.
Claims (9)
이차전지용 전해질:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, R1 내지 R6은 서로 동일하거나 상이하며 각각 독립적으로,
수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 10 이하의 직쇄 또는 분지쇄로서, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 시클로알케닐기, 알키닐기, 시클로알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴알킬기 및 아릴알케닐기; 중에서 선택된다.
Containing a disulfonic acid compound represented by Formula 1 below,
Electrolyte for secondary battery:
[Formula 1]
In Formula 1, R1 to R6 are the same as or different from each other and each independently,
hydrogen; As a substituted or unsubstituted straight chain or branched chain having 10 or less carbon atoms, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an alkynyl group, a cycloalkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, an arylalkyl group, and an arylalkenyl group; are selected from
상기 화학식 1에서, R1 내지 R6 중에서 어느 하나 이상이 치환되는 경우, 치환기는 할로겐(-X) 또는 시아노기(-CN)인,
이차전지용 전해질.
According to claim 1,
In Formula 1, when any one or more of R1 to R6 is substituted, the substituent is a halogen (-X) or a cyano group (-CN),
Electrolyte for secondary batteries.
상기 화학식 1로 표시되는 다이술폰산(disulfonate) 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-6으로 표시되는 화합물인,
이차전지용 전해질:
[화학식 1-1]
[화학식 1-2]
[화학식 1-3]
[화학식 1-4]
[화학식 1-5]
[화학식 1-6]
According to claim 1,
The disulfonic acid compound represented by Formula 1 is a compound represented by Formulas 1-1 to 1-6 below,
Electrolyte for secondary battery:
[Formula 1-1]
[Formula 1-2]
[Formula 1-3]
[Formula 1-4]
[Formula 1-5]
[Formula 1-6]
상기 화학식 1로 표시되는 다이술폰산(disulfonate) 화합물은 이차전지용 전해질 전체 대비 0.1 내지 10 중량%로 포함되는,
이차전지용 전해질.
According to claim 1,
The disulfonic acid (disulfonate) compound represented by Formula 1 is included in 0.1 to 10% by weight of the total electrolyte for a secondary battery,
Electrolyte for secondary batteries.
상기 이차전지용 전해질은 리튬염; 용매; 및 상기 화학식 1로 표시되는 다이술폰산(disulfonate)화합물 이외의 첨가제; 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 더 포함하는,
이차전지용 전해질.
According to claim 1,
The electrolyte for the secondary battery may include a lithium salt; menstruum; and additives other than the disulfonic acid compound represented by Formula 1 above; Further comprising any one or more selected from
Electrolyte for secondary batteries.
상기 이차전지용 전해질에 더 포함되는 상기 화학식 1로 표시되는 다이술폰산(disulfonate)화합물 이외의 첨가제는 산화분해형 첨가제 또는 환원분해형 첨가제인,
이차전지용 전해질.
According to claim 5,
Additives other than the disulfonic acid compound represented by Formula 1 further included in the secondary battery electrolyte are oxidation decomposition additives or reduction decomposition additives,
Electrolyte for secondary batteries.
음극활물질을 포함하는 음극; 및
양극과 음극 사이에 포함되는 제 1 항의 이차전지용 전해질;을 포함하는,
이차전지.
A cathode containing a cathode active material;
A negative electrode containing a negative electrode active material; and
Including, the electrolyte for a secondary battery of claim 1 included between the positive electrode and the negative electrode.
secondary battery.
상기 양극은 과리튬 층상 산화물(overlithiated layered oxide, OLO)계 양극활물질을 포함하는,
이차전지.
According to claim 7,
The anode includes an overlithiated layered oxide (OLO)-based cathode active material,
secondary battery.
상기 음극은 실리콘계 음극활물질을 포함하는,
이차전지.
According to claim 7,
The negative electrode includes a silicon-based negative electrode active material,
secondary battery.
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| KR1020220009727A KR20230113898A (en) | 2022-01-24 | 2022-01-24 | Electrolyte for secondary battery, manufacturing method thereof, and secondary battery comprising same |
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|---|---|---|---|---|
| KR20090039211A (en) | 2007-10-17 | 2009-04-22 | 주식회사 엘지화학 | Additive for non-aqueous liquid electrolyte, non-aqueous liquid electrolyte and lithium secondary cell comprising the same |
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