KR20230137435A - 설폰아마이드 구조 그룹를 함유하는 이소시아네이트계 전해액 첨가제 및 이의 응용 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 설폰아마이드 구조 그룹를 함유하는 이소시아네이트계 전해액 첨가제에 관한 것이고, 상기 전해액 첨가제 구조식은 식 I로 표시된다.
식 I
R1 및 R2는 동일하거나 상이하며, R1 및 R2은 각각 독립적으로 메틸, 에틸, 부틸, 메톡시, 메탄설포닐, 에탄설포닐, 플루오로설포닐, 트리플루오로메탄설포닐, 퍼플루오로에탄설포닐, 벤젠설포닐, 알킬 함유 벤젠설포닐, 시아노-함유/플루오로 함유 벤젠설포닐, 알콕시 함유 벤젠설포닐로부터 선택되고, R1 및 R2는 연결되어 5원 고리 또는 6원 고리 중 하나를 형성할 수 있다. 상기 전해액 첨가제는 설포닐 및 이소시아네이트 구조 그룹을 유기적으로 결합하여 열 안정성이 우수하며, 전해액 안정제 역할을 할 수 있고, 전해액의 고온 변색 및 산도 값의 상승을 방지한다. 본 발명 특허에서 제공되는 신규 첨가제를 함유하는 전해액을 전지에 적용하면 고온 사이클 및 고온 보관 성능을 향상시키고, 낮은 임피던스를 나타낸다.
식 I
R1 및 R2는 동일하거나 상이하며, R1 및 R2은 각각 독립적으로 메틸, 에틸, 부틸, 메톡시, 메탄설포닐, 에탄설포닐, 플루오로설포닐, 트리플루오로메탄설포닐, 퍼플루오로에탄설포닐, 벤젠설포닐, 알킬 함유 벤젠설포닐, 시아노-함유/플루오로 함유 벤젠설포닐, 알콕시 함유 벤젠설포닐로부터 선택되고, R1 및 R2는 연결되어 5원 고리 또는 6원 고리 중 하나를 형성할 수 있다. 상기 전해액 첨가제는 설포닐 및 이소시아네이트 구조 그룹을 유기적으로 결합하여 열 안정성이 우수하며, 전해액 안정제 역할을 할 수 있고, 전해액의 고온 변색 및 산도 값의 상승을 방지한다. 본 발명 특허에서 제공되는 신규 첨가제를 함유하는 전해액을 전지에 적용하면 고온 사이클 및 고온 보관 성능을 향상시키고, 낮은 임피던스를 나타낸다.
Description
본 발명은 설폰아마이드 구조 그룹를 함유하는 이소시아네이트계 전해액 첨가제 및 이의 응용에 관한 것이고, 리튬 전지용 비수성 전해액 첨가제 기술 분야에 속한다.
리튬 이차 전지는 상업화 이후 높은 비에너지와 우수한 사이클 성능으로 인해 디지털, 에너지 저장, 전력, 군사 항공 우주 및 통신 기기 등 분야에서 널리 사용되고 있다. 리튬 이차 전지는 다른 이차 전지에 비해 높은 작동 전압, 긴 사이클 수명, 낮은 자가방전율, 친환경성, 메모리 효과가 없는 등 장점이 있다.
리튬 이온 전지에서, 전해액의 산화 분해는 전지 성능을 저하시키고 종종 사이클 및 고온 보관 과정에서 금속 이온의 용출을 동반하여 전지 성능이 심각하게 저하된다. 리튬 이온 전지에 대한 시장 수요가 지속적으로 증가함에 따라 전지의 종합 성능에 대한 요구 사항이 높아졌으며, 첨가제를 사용하는 것은 리튬 이온 전지의 종합 성능을 향상시키는 효과적인 방법 중 하나이다. 첨가제의 종류는 매우 많은 바, 전해액에서 첨가제의 상이한 역할에 따라 필름 형성 첨가제, 과충전 보호 첨가제, 전도성 첨가제, 난연성 첨가제, 전해액 안정제 등으로 나뉠 수 있다. 어떤 종류의 첨가제이든 전해액에서 차지하는 비중은 매우 적지만 그 현저한 기능 때문에 많은 연구와 개발이 이루어졌다.
종래의 리튬 이차 전지는 카보네이트계 전해액을 사용하는데, 양극과 음극의 표면에 형성된 계면막이 리튬 이온의 전달에 도움이 되지 않아 계면막의 임피던스가 너무 높아 전지의 전기화학적 성능을 감쇠시킨다. 필름 형성 첨가제는 양극과 음극의 계면막의 성능을 개선하기 위한 효과적인 수단으로 사용될 수 있으며, 임피던스 성능은 계면막의 중요한 특성으로 간주되며, 리튬 이차 전지의 양극과 음극의 계면막 임피던스를 강하시킬 수 있는 필름 형성 첨가제의 개발이 기대된다.
일반적으로 황 함유 첨가제는 전지 임피던스의 강하에 어느 정도 효과가 있어 전지의 고온 성능과 저온 성능을 향상시킨다. 1,3-프로판 설톤(PS)과 에틸렌 설페이트(DTD)은 각각 황 원소를 함유한 대표적인 첨가제로 전지 임피던스를 낮추는 효과가 있는 필름 형성 첨가제이지만 1,3-프로판 설톤(PS)은 유럽 연합의 법규에 의해 규제되어 사용이 제한되며, 에틸렌 설페이트(DTD)는 열 안정성이 좋지 않아 안정제가 없으면 전해액의 산도 값 및 색도 저하로 이어져 전지의 고온 성능에 영향을 미친다.
따라서 새로운 필름 형성 첨가제 및 전해액 안정제를 개발하는 것은 중요한 의의가 있다.
본 발명은 이러한 종래 기술의 단점을 해결하기 위해 열 안정성이 우수한 이소시아네이트계 전해액 첨가제를 제공하며, 상기 첨가제는 임피던스 강하 효과가 우수하고 전극 표면에 안정적인 계면막을 형성하여 계면 성능을 개선하는 목적을 달성할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 과제 해결 수단은 다음과 같다.
설폰아마이드 구조 그룹를 함유하는 이소시아네이트계 전해액 첨가제로서, 상기 전해액 첨가제 구조식은 식 I로 표시된다.
식 I
R1 및 R2는 동일하거나 상이하며, R1 및 R2은 각각 독립적으로 메틸, 에틸, 부틸, 메톡시, 메탄설포닐, 에탄설포닐, 플루오로설포닐, 트리플루오로메탄설포닐, 퍼플루오로에탄설포닐, 벤젠설포닐, 알킬 함유 벤젠설포닐, 시아노-함유/플루오로 함유 벤젠설포닐, 알콕시 함유 벤젠설포닐로부터 선택되고, R1 및 R2는 연결되어 5원 고리 또는 6원 고리 중 하나를 형성할 수 있다.
상기 설폰아마이드 구조 그룹를 함유하는 이소시아네이트계 전해액 첨가제의 화합물 매커니즘은 그 제조 방법을 보고한 문헌이 있으며, 참고문헌 J. Org. Chem. 1994,59, 3540-3542.; CN1039417; CN1033807; Phosphorus, Sulfur, and Silicon, 1992, 70, 91-97 등에서 모두 이러한 유형의 재료를 소개하였다.
또한, 상기 전해액 첨가제는 하기 구조식 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합으로부터 선택된다.
본 발명에서 제공되는 설폰아마이드 구조 그룹를 함유하는 이소시아네이트계 첨가제는 열 안정성이 우수하고, 이를 이용하여 리튬 이온 전지용 비수성 전해액을 제조하면, 45℃의 고온에서 30일간 보관하여도 전해액의 산도 값 및 색도가 안정적이다. 본 발명 특허에서 제공되는 신규 첨가제는 에틸렌 설페이트(DTD) 또는 메틸렌메탄디설포네이트(MMDS)와 혼합하여 전해액을 제조할 경우, DTD 또는 MMDS 안정제의 역할을 할 수 있고 전해액의 산도 및 색도의 상승을 효과적으로 억제하여 전지의 관련 성능을 향상시킨다.
본 발명은 설폰아마이드 구조 그룹를 함유하는 이소시아네이트계 전해액 첨가제의 응용을 더 제공하고, 상기 전해액 첨가제는 리튬 이온 전지에 적용되며, 상기 리튬 이온 전지는 음극, 양극, 음극과 양극 사이에 설치된 분리막 및 전해액을 포함한다.
상기 음극은 탄소계 활물질, 실리콘계 활물질, 금속계 활물질 또는 리튬 함유 질화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 단일 물질, 또는 이들 중 둘 이상의 혼합물이다.
또한, 상기 전해액은 용매, 전해질 리튬염 및 첨가제를 포함하고, 상기 첨가제는 상기 설폰아마이드 구조 그룹를 함유하는 이소시아네이트계 전해액 첨가제를 적어도 포함한다.
또한, 전해액 총 질량을 기준으로, 상기 설폰아마이드 구조 그룹를 함유하는 이소시아네이트계 전해액 첨가제의 첨가 질량 함량은 0.01~5%이고, 바람직하게 0.05~1%이다.
또한, 상기 전해질 리튬염은 LiPF6, LiClO4, LiBF4, LiBOB, LiODFB, LiTDI, LiTFSI 및 LiFSI 중 하나 이상으로부터 선택되고, 전해액 총 질량을 기준으로, 상기 전해질 리튬염의 함량은 10~20wt%이다.
또한, 상기 용매는 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트, 플루오로에틸렌 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 디프로필 카보네이트, 에틸 메틸 카보네이트, 메틸 프로필 카보네이트, 에틸 프로필 카보네이트, 메틸 프로파르길 카보네이트, 1,4-부티로락톤, 메틸 프로피오네이트, 메틸 부티레이트, 에틸 아세테이트, 에틸 프로피오네이트, 프로필 프로피오네이트 또는 에틸 부티레이트 중 하나 이상의 조합으로부터 선택된다.
(1) 본 발명에서 제공되는 설폰아마이드 구조 그룹를 함유하는 이소시아네이트계 첨가제는 그중의 이소시아네이트 그룹의 친전자성이 강하기에 전해액 시스템 중의 수분, 및 양극과 음극에 포함된 활성 수소와 상호 작용하여 활성 수소로 인한 LiPF6의 분해를 감소할 수 있다.
(2) 본 발명에서 제공되는 신규 첨가제는 설포닐의 필름 형성 성능이 우수하기에, 이를 전해액에 첨가하면 전극 표면에 안정적인 계면막을 형성할 수 있고, 설포닐 구조 그룹은 SEI 막에 S 원소를 도입하여 이온 전도도를 높여 리튬 이온 전지의 사이클 성능을 효과적으로 향상시킬 수 있으며, 구체적으로 전지가 우수한 사이클 성능을 가지면서 낮은 내부 저항을 갖는다.
(3) 본 발명에서 제공되는 신규 첨가제는 설포닐 및 이소시아네이트 구조 그룹을 유기적으로 결합하여 열 안정성이 우수하며, 전해액 안정제 역할을 할 수 있고, 전해액의 고온 변색 및 산도 값의 상승을 방지한다. 본 발명 특허에서 제공되는 신규 첨가제를 전해액의 산도 값 및 색도 상승이 쉽게 발생하는 에틸렌 설페이트(DTD) 또는 메틸렌메탄디설포네이트(MMDS)를 함유하는 전해액 시스템에 적용하더라도 우수한 전해액 안정제 역할을 할 수 있어 전해액의 변색 및 산도 값의 상승을 효과적으로 억제한다. 본 발명 특허에서 제공되는 신규 첨가제를 함유하는 전해액을 전지에 적용하면 고온 사이클 및 고온 보관 성능을 향상시키고, 낮은 임피던스를 나타낸다.
본 발명의 상기 목적, 특징 및 이점을 보다 명확하고 이해하기 쉽게 하기 위해, 본 발명의 구체적인 실시예를 하기에 상세히 설명한다. 이하의 설명에서, 본 발명의 충분한 이해를 제공하기 위해 다수의 구체적인 세부사항이 설명된다. 그러나, 본 발명은 여기에 기술된 것과 다른 많은 다른 방식으로 구현될 수 있고, 당업자는 본 발명의 의미를 벗어나지 않는 범위 내에서 유사한 개선을 가할 수 있으므로, 본 발명은 개시된 구체적인 실시예에 의해 제한되지 않는다.
달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 발명을 설명함에 있어 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 구체적인 실시형태를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
전지 실시예
전지 실시예 1~8 및 대조예 1~5에 열거된 리튬 이온 전지용 비수성 전해액의 조성을 표 1에 나타내었다.
전지 실시예 1~8 및 대조예 1~5의 리튬 이온 전지용 비수성 전해액의 조성
전지 실시예 1~8 및 대조예 1~5의 리튬 이온 전지용 비수성 전해액을 사용하여 리튬 이온형 버튼 전지를 제조하는 방법:
(1) 양극 시트의 제조
양극 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 분말, 카본 블랙(입자 크기 1000nm), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF) 및 N,N 디메틸피롤리돈(NMP)을 혼합하여 균일한 슬러리를 제조하였다. 슬러리를 알루미늄 호일(15μm) 집전체에 균일하게 도포한 후 건조, 압연하여 얻은 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 양극재를 120℃에서 12 시간 동안 굽었다. 건조된 폴피스에서, LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2는 전체 도포물의 94%를 차지하고, 바인더는 4%를 차지하며, 카본 블랙은 2%를 차지한다. 이어서, 얻은 폴피스를 직경 8mm의 원형 시트로 절단하여 양극을 준비하였다.
(2) 음극 시트의 제조
인조 흑연 음극재를 예로 들면, 인조 흑연, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF) 및 N-메틸피롤리돈(NMP)을 혼합하여 균일한 슬러리를 제조하였다. 슬러리를 알루미늄 호일(15μm) 집전체에 균일하게 도포한 후 건조, 압연하여 얻은 탄소 음극재를 120℃에서 12 시간 동안 굽었다. 건조된 폴피스에서, 흑연은 전체 도포물의 96.4%를 차지하고, 바인더는 3.6%를 차지한다. 이어서, 얻은 폴피스를 직경 8mm의 원형 시트로 절단하여 음극을 준비하였다.
(3) 전해액의 제조
수분 함량＜1ppm인 아르곤 분위기의 글러브 박스에서, 리튬 염을 용매에 용해시킨 후 신규 포스핀 함유 이소시아네이트를 첨가하고 균일하게 혼합하여 전해액을 얻었다.
(4) 리튬 이온 전지의 제조
상기 단계 (1) 및 (2)의 재료를 작동 전극으로 사용하고, Celgard 2400 멤브레인(중국 톈진)을 분리막으로 사용하여 CR2430형 버튼 전지를 조립하였다. 조립 순서는 음극에서 양극으로 순차적으로 음극 케이싱, 메탈돔, 개스킷, 음극 시트, 전해액, 분리막, 양극 시트, 양극 케이싱이고, 밀봉 기계에 의해 밀봉하였다. 이 모든 작업은 순수 아르곤 글러브 박스에서 완료되었으며 6 시간 동안 방치한 후 꺼내어 전기화학적 성능 테스트 수행하였다.
리튬 이온 전지의 성능 테스트
테스트 1: 전해액 안정성 테스트
상기 실시예 1~8 및 대조예 1~5에서 제조된 리튬 이온 전지 전해액을 각각 밀폐된 알루미늄 병에 포장하고, 알루미늄 병은 알루미늄 플라스틱 필름으로 진공 포장하여 전해액 시료를 45℃의 온도로 설정된 인큐베이터에 보관하고, 보관 전 및 보관 30일 후에 글러브 박스에서 샘플을 채취하여 전해액의 산도 및 색도 값을 측정하였다. 산도는 전위차 적정기를 사용하여 테스트하였고, 산도 값은 HF로 환산하여 단위를 ppm로 하고, 색도는 백금-코발트 비색법으로 테스트하였고, 색도 단위는 Hazen이다. 테스트 결과는 표 2에 나타내었다.
| 번호 | 색도(Hazan) | 산도 값(ppm) | ||
| 보관 전 | 30일 보관 후 | 보관 전 | 30일 보관 후 | |
| 실시예 1 전해액 | 10 | 18 | 7.6 | 12.1 |
| 실시예 2 전해액 | 10 | 12 | 7.3 | 10.4 |
| 실시예 3 전해액 | 10 | 20 | 8.0 | 13.2 |
| 실시예 4 전해액 | 10 | 15 | 7.6 | 11.6 |
| 실시예 5 전해액 | 10 | 31 | 8.1 | 17.2 |
| 실시예 6 전해액 | 10 | 23 | 9.2 | 18.7 |
| 실시예 7 전해액 | 10 | 29 | 8.2 | 18.8 |
| 실시예 8 전해액 | 10 | 34 | 5.9 | 18.7 |
| 대조예 1 전해액 | 10 | 83 | 7.3 | 38.3 |
| 대조예 2 전해액 | 10 | 251 | 8.1 | 178.6 |
| 대조예 3 전해액 | 10 | 280 | 7.4 | 199.1 |
| 대조예 4 전해액 | 10 | 73 | 6.9 | 59.2 |
| 대조예 5 전해액 | 10 | 68 | 7.8 | 67.3 |
표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1~8의 전해액은 45℃의 고온에서 30일 보관 후, 전해액의 산도 및 색도가 모두 대조예보다 낮았고, 에틸렌 설페이트(DTD) 또는 메틸렌메탄디설포네이트(MMDS)를 함유하는 전해액 시스템에 본 발명에서 제공되는 신규 첨가제를 첨가하더라도 전해액의 산도 값 및 색도가 효과적으로 억제되었다. 이는 본 발명에서 제공되는 신규 첨가제가 전해액의 산도 및 색도의 상승을 효과적으로 억제할 수 있고 고온 조건에서 전해액의 안정성을 향상시킨다는 것을 보여준다.
테스트 2: 고온 사이클 성능 테스트 및 고온 보관 성능 테스트
제조된 전지에 대하여 모두 각각 하기 테스트를 수행하였다.
① 45℃에서, 전지를 0.1C의 비율로 4.3V까지 정전류로 충전한 다음, 상응한 비율로 2.7V까지 정전류로 방전하였으며, 이것이 첫 번째 사이클이다.
② 첫 번째 사이클이 완료된 후, 1.0C의 비율로 4.3V까지 정전류로 충전한 다음, 상응한 비율로 2.7V까지 정전류로 방전하였으며, 이러한 사이클 조건에서 각각 100회, 500회 사이클 테스트를 수행한 후 전지의 100회, 500회 사이클 후의 용량 유지율을 각각 계산하였다. 여기서, 사이클 후 용량 유지율은 다음 공식에 따라 계산하였다. 각 전지에서 얻은 관련 테스트 데이터는 표 2를 참조하기 바란다.
사이클 후 용량 유지율 = (대응되는 사이클 횟수 후의 방전 용량 / 첫 번째 사이클의 방전 용량) × 100%.
고온 보관 내부 저항 변화율 테스트: 실시예 1~8 및 대조예 1~5에서 제조된 전지를 실온에서 1C의 충방전 비율로 하여 5회 충반전 사이클 테스트를 수행하고, 최종적으로 1C 의 비율로 만충전 상태까지 충전하였다. 전지 내부 저항 T를 기록하였다. 만충전 상태의 전지를 60℃에서 15일간 보관하고 전지 내부 저항 T0을 기록한 후 전지 내부 저항 변화율 등 실험 데이터를 계산하였다. 기록 결과는 표 3에 나타내었다(실시예 1~8의 전지 번호는 각각 전지 1 내지 전지 8이고, 대조예 1~5의 전지 번호는 각각 전지 1# 내지 전지 5#임).
내부 저항 변화율 = (T - T0) / T × 100%.
| 전지 번호 | 용량 유지율/% | 60℃에서 15일간 보관 후 내부 저항 변화율 % | |
| 100회 | 500회 | ||
| 전지 1 | 93.37 | 83.49 | 5.3 |
| 전지 2 | 94.24 | 8619 | 4.4 |
| 전지 3 | 89.89 | 82.49 | 5.3 |
| 전지 4 | 92.73 | 84.13 | 4.9 |
| 전지 5 | 92.38 | 83.67 | 5.1 |
| 전지 6 | 94.31 | 82.49 | 4.3 |
| 전지 7 | 93.39 | 86.31 | 5.0 |
| 전지 8 | 94.05 | 85.93 | 4.8 |
| 전지 1# | 68.59 | 46.39 | 8.9 |
| 전지 2# | 79.69 | 68.62 | 7.7 |
| 전지 3# | 78.98 | 67.34 | 8.1 |
| 전지 4# | 86.25 | 75.25 | 7.3 |
| 전지 5# | 80.32 | 74.39 | 7.6 |
표 3으로부터 본 발명의 신규 첨가제를 사용하면 리튬 이차 전지의 고온 사이클 성능 및 고온 임피던스 성능을 현저하게 개선할 수 있음을 명확히 알 수 있다. 이는 본 발명의 신규 첨가제가 음극 전극/전해액 계면 성능을 개선하여 리튬 이차 전지의 첫 번째 충방전의 불가역 용량을 감소시키고 계면 안정성을 유지하면서 계면 임피던스를 강하시켜 리튬 이차 전지의 고온 사이클 안정성을 향상시키는데 도움이 된다.
이로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 신규 첨가제는 열 안정성이 우수하며, 전해액 안정제 역할을 할 수 있고, 전해액의 고온 변색 및 산도 값의 상승을 방지한다. 본 발명 특허에서 제공되는 신규 첨가제를 전해액의 산도 값 및 색도 상승이 쉽게 발생하는 에틸렌 설페이트(DTD) 또는 메틸렌메탄디설포네이트(MMDS)를 함유하는 전해액 시스템에 적용하더라도 우수한 전해액 안정제 역할을 할 수 있어 전해액의 변색 및 산도 값의 상승을 효과적으로 억제한다. 본 발명 특허에서 제공되는 신규 첨가제를 함유하는 전해액을 전지에 적용하면 고온 사이클을 향상시키고, 낮은 임피던스를 나타내기에 좋은 응용 전망이 있다.
전술한 실시예들의 각각의 기술적 특징들은 임의로 조합될 수 있으며, 설명을 간결하게 하기 위하여 전술한 실시예들에서 각 기술적 특징들의 가능한 모든 조합 모두를 기재하지 아니하였으나 이러한 기술적 특징들의 조합은 모순되지 않는 한 모두 본 발명의 설명의 범위 내에 있는 것으로 간주되어야 한다.
전술한 실시예는 본 발명의 여러 실시형태를 표현한 것일 뿐이며, 그에 대한 설명은 비교적 구체적이고 상세하지만, 본 발명의 특허 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 당업자는 본 발명의 개념을 벗어나지 않고 여러 수정 및 개선을 가할 수 있으며, 이들은 모두 본 발명의 보호 범위에 속한다는 점에 유의해야 한다. 따라서 본 발명 특허의 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 근거하여야 한다.
Claims (7)
- 설폰아마이드 구조 그룹를 함유하는 이소시아네이트계 전해액 첨가제로서,
상기 전해액 첨가제 구조식은 식 I로 표시되고,
식 I
R1 및 R2는 동일하거나 상이하며, R1 및 R2은 각각 독립적으로 메틸, 에틸, 부틸, 메톡시, 메탄설포닐, 에탄설포닐, 플루오로설포닐, 트리플루오로메탄설포닐, 퍼플루오로에탄설포닐, 벤젠설포닐, 알킬 함유 벤젠설포닐, 시아노-함유/플루오로 함유 벤젠설포닐, 알콕시 함유 벤젠설포닐로부터 선택되고, R1 및 R2는 연결되어 5원 고리 또는 6원 고리 중 하나를 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는 설폰아마이드 구조 그룹를 함유하는 이소시아네이트계 전해액 첨가제.
- 제1항에 있어서,
상기 전해액 첨가제는 구조식 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 설폰아마이드 구조 그룹를 함유하는 이소시아네이트계 전해액 첨가제.
- 제1항 또는 제2항에 따른 설폰아마이드 구조 그룹를 함유하는 이소시아네이트계 전해액 첨가제가 적용된 리튬 이온 전지로서,
상기 리튬 이온 전지는 음극, 양극, 음극과 양극 사이에 설치된 분리막 및 전해액을 포함하는 것을 특징으로 하는 설폰아마이드 구조 그룹를 함유하는 이소시아네이트계 전해액 첨가제가 적용된 리튬 이온 전지.
- 제3항에 있어서,
상기 전해액은 용매, 전해질 리튬염 및 첨가제를 포함하고, 상기 첨가제는 상기 설폰아마이드 구조 그룹를 함유하는 이소시아네이트계 전해액 첨가제를 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 설폰아마이드 구조 그룹를 함유하는 이소시아네이트계 전해액 첨가제가 적용된 리튬 이온 전지.
- 제4항에 있어서,
전해액 총 질량을 기준으로, 상기 설폰아마이드 구조 그룹를 함유하는 이소시아네이트계 전해액 첨가제의 첨가 질량 함량은 0.01~5%인 것을 특징으로 하는 설폰아마이드 구조 그룹를 함유하는 이소시아네이트계 전해액 첨가제가 적용된 리튬 이온 전지.
- 제4항에 있어서,
상기 전해질 리튬염은 LiPF6, LiClO4, LiBF4, LiBOB, LiODFB, LiTDI, LiTFSI 및 LiFSI 중 하나 이상으로부터 선택되고, 전해액 총 질량을 기준으로, 상기 전해질 리튬염의 함량은 10~20wt%인 것을 특징으로 하는 설폰아마이드 구조 그룹를 함유하는 이소시아네이트계 전해액 첨가제가 적용된 리튬 이온 전지.
- 제4항에 있어서,
상기 용매는 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트, 플루오로에틸렌 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 디프로필 카보네이트, 에틸 메틸 카보네이트, 메틸 프로필 카보네이트, 에틸 프로필 카보네이트, 메틸 프로파르길 카보네이트, 1,4-부티로락톤, 메틸 프로피오네이트, 메틸 부티레이트, 에틸 아세테이트, 에틸 프로피오네이트, 프로필 프로피오네이트 또는 에틸 부티레이트 중 하나 이상의 조합으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 설폰아마이드 구조 그룹를 함유하는 이소시아네이트계 전해액 첨가제가 적용된 리튬 이온 전지.
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