KR20230138040A - 치환된 실리콘기 포스페이트 화합물의 새로운 용도 및 전해액, 리튬 이온 배터리 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 식 (I)에 나타낸 구조의 치환된 실리콘기 포스페이트 화합물의 새로운 용도 및 전해액, 리튬 이온 배터리에 관한 것이다.
(Ⅰ)
전해액 첨가제로서 당해 치환된 실리콘기 포스페이트 화합물은 배터리의 가스 팽창을 억제하고, 임피던스의 고에너지 밀도 시스템을 감소시킬 수 있다.
(Ⅰ)
전해액 첨가제로서 당해 치환된 실리콘기 포스페이트 화합물은 배터리의 가스 팽창을 억제하고, 임피던스의 고에너지 밀도 시스템을 감소시킬 수 있다.
Description
본 발명은 리튬 이온 배터리의 기술 분야에 관한 것으로, 특히 치환된 실리콘기 포스페이트 화합물의 새로운 용도 및 전해액, 리튬 이온 배터리에 관한 것이다.
리튬 이온 배터리는 작업 전압이 높고, 비에너지 밀도가 높으며, 사이클 수명이 길고, 자가 방전 속도가 낮으며, 메모리 효과가 없고, 환경 오염이 적은 장점이 있으며, 이미 다양한 가전 제품 및 동력 배터리 시장에 광범하게 응용되고 있다. 리튬 이온 배터리의 광범한 응용에 따라, 소비자의 리튬 이온 배터리의 사용 환경에 대한 요구가 지속적으로 높아지고 있는 동시에, 전자 장비의 항속 능력에 대한 요구도 점점 높아지고 있으며, 이는 리튬 이온 배터리가 더 높은 에너지 밀도를 가지도록 요구하고 있다.
최근 몇 년 동안 더 높은 에너지 밀도를 갖는 리튬 이온 이차 배터리가 모색되고 있으며, 그 방법 중 하나는 그램 용량이 높은 양극 및 음극 재료를 사용하는 것이다. 현재 삼원계 하이니켈 양극 재료와 실리콘기 음극 재료는 잠재력이 매우 큰 리튬 이온 배터리 고에너지 밀도 재료이다. 그러나 하이니켈 함량 재료는 물을 흡수하기 쉬우므로, 환경 습도가 높을 때 표면의 Ni-O 결합 구조가 분해되어 리튬을 석출하여 수산화리튬 및 탄산리튬 등의 염기성 물질을 형성하여, 전해액 안정성도 따라서 저하되고, 고온에서 배터리의 가스 팽창도 심각해진다. 또한, 실리콘기 음극 재료도 상대적으로 현저한 단점이 있으며, 그 중 하나는 실리콘 입자가 리튬을 탈리할 때 부피 팽창 및 수축을 동반하여 입자가 분말화, 탈락하여 구조가 붕괴되고, 배터리 용량이 감쇄되는 것이고; 다른 하나는 실리콘기 음극 재료의 부피 효과로 인해 SEI 피막이 지속적으로 파괴 및 복구되고, 동시에 전해액이 지속적으로 소모되고 배터리 내부 저항이 점차 증가하여 결국 배터리의 전기량이 급속히 낮아지는 것이다.
현 단계에서 전해액에 첨가제를 사용하는 것은 위의 문제를 해결하는 가장 효율적인 무기이다. 많은 연구자들이 전해액에 다양한 피막 형성 첨가제(비닐렌 카보네이트, 플루오로에틸렌 카보네이트, 비닐 에틸렌 카보네이트 등)를 첨가함으로써 SEI 피막의 품질을 개선하여, 배터리의 여러가지 성능을 개선한다. 그러나, 플루오로에틸렌 카보네이트를 첨가한 후, 배터리는 고온 보관 과정에서 가스를 발생하기 쉬워 배터리가 부풀어 오르고 임피던스가 증가하여 배터리의 고온 성능에 심각한 영향을 미친다. 따라서 가스 팽창을 억제하고 임피던스의 고에너지 밀도 시스템을 감소시킬 수 있는 리튬 이온 배터리의 전해액의 개발이 시급하다.
이에 감안하여, 치환된 실리콘기 포스페이트 화합물의 새로운 용도 및 전해액, 리튬 이온 배터리를 제공할 필요가 있다. 전해액 첨가제로서 당해 치환된 실리콘기 포스페이트 화합물은 배터리의 가스 팽창을 억제하고, 임피던스의 고에너지 밀도 시스템을 감소시킬 수 있다.
전해액 첨가제로서 식 (I)에 나타낸 구조의 치환된 실리콘기 포스페이트 화합물의 응용에 있어서,
(Ⅰ)
여기서, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9는 각각 독립적으로 C1-8 알킬, C2-8 알켄 또는 C2-8 알킨으로부터 선택되고;
또한 R1, R2, R3 중 적어도 하나는 C1-8 알킬이고, 이들 중 하나는 C2-8 알켄 또는 C2-8 알킨이며;
R4, R5, R6 중 적어도 하나는 C1-8 알킬이고, 이들 중 하나는 C2-8 알켄 또는 C2-8 알킨이며;
R7, R8, R9 중 적어도 하나는 C1-8 알킬이고, 이들 중 하나는 C2-8 알켄 또는 C2-8 알킨이다.
첨가제를 포함하는 전해액에 있어서, 상기 첨가제는 식 (I)에 나타낸 구조의 치환된 실리콘기 포스페이트 화합물을 포함하며,
(Ⅰ)
여기서, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9는 각각 독립적으로 C1-6 알킬, C2-6 알켄 또는 C2-6 알킨으로부터 선택되고;
또한 R1, R2, R3 중 적어도 하나는 C1-6 알킬이고, 이들 중 하나는 C2-8 알켄 또는 C2-8 알킨이며;
R4, R5, R6 중 적어도 하나는 C1-6 알킬이고, 이들 중 하나는 C2-8 알켄 또는 C2-8 알킨이며;
R7, R8, R9 중 적어도 하나는 C1-6 알킬이고, 이들 중 하나는 C2-8 알켄 또는 C2-8 알킨이다.
리튬 이온 배터리에 있어서, 양극, 음극 및 상술한 전해액을 포함한다.
본 발명은 아래의 유익한 효과를 가진다.
본 발명은 종래 기술과 비교하여 전해액 첨가제로서 치환된 실리콘기 포스페이트 화합물을 사용하며, 이러한 유형의 물질은 불포화기를 함유하고 있으므로, 양극 및 음극 표면에서 중합하여 안정적인 계면막을 형성하여, 배터리의 사이클 성능을 향상시킬 수 있다. 또한 전해액의 양극 표면에서의 산화 반응을 억제하여, 금속 이온의 용출을 효과적으로 억제할 수 있고, 전해액의 고온 환경에서의 산화 분해 및 사이클 과정 중의 가스 발생을 억제함으로써, 리튬 이온 배터리의 고온 저장 성능 및 고온 사이클 성능을 향상시켜, 리튬 이온 배터리의 우수한 성능을 확보할 수 있다. 또한, 불포화기의 함량은 일정한 범위를 유지해야 하며, 너무 많은 불포화기는 계면막을 너무 두껍게 하여, 배터리의 내부 저항을 증가시키고, 배터리 성능의 발휘를 방해한다는 것을 발견하였다.
도 1은 실시예 1의 배터리의 성능 테스트를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위하여, 본 발명을 더 전면적으로 설명하고, 본 발명의 바람직한 실시예를 제공한다. 그러나, 본 발명은 다양한 서로 다른 형태로 구현될 수 있으며, 여기에 설명되는 실시예에 한정되지 않는다. 반대로, 이러한 실시예를 제공하는 목적은 본 발명의 개시 내용에 대한 이해를 더 철저하고 전면적으로 하기 위해서이다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술 용어와 과학 용어는 본 발명의 기술 분야에 속하는 기술자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일하다. 본 발명의 명세서에서 사용되는 용어는 구체적인 실시예를 설명하는 목적을 위한 것일 뿐, 본 발명을 제한하려는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용되는 용어인 "및／또는"은 하나 또는 복수의 관련된 나열 항목의 임의의 조합 및 모든 조합을 포함한다.
용어
달리 명시되지 않거나 모순되는 부분이 없는 한, 본 명세서에서 사용되는 용어 또는 문구는 아래의 의미를 가진다.
용어인 "알킬"은 1차(양) 탄소 원자, 또는 2차 탄소 원자, 또는 3차 탄소 원자, 또는 4차 탄소 원자 또는 이들의 조합을 포함하는 포화 탄화수소를 의미한다. 당해 용어를 포함하는 문구, 예를 들면 "C1-8 알킬"은 1~8개의 탄소 원자를 포함하는 알킬을 의미하며, 매번 나타날 때 서로 독립적으로 C1 알킬, C2 알킬, C3 알킬, C4 알킬, C5 알킬, C6 알킬, C7 알킬 또는 C8 알킬일 수 있다. 적합한 예는 메틸(Me, -CH3), 에틸(Et, -CH2CH3), 1-프로필(n-Pr, n-프로필, -CH2CH2CH3), 2-프로필(i-Pr, i-프로필, -CH(CH3)2), 1-부틸(n-Bu, n-부틸, -CH2CH2CH2CH3), 2-메틸-1-프로필(i-Bu, i-부틸, -CH2CH(CH3)2), 2-부틸(s-Bu, s-부틸, -CH(CH3)CH2CH3), 2-메틸-2-프로필(t-Bu, t-부틸, -C(CH3)3), 1-펜틸(n-아밀, -CH2CH2CH2CH2CH3), 2-아밀(-CH(CH3)CH2CH2CH3), 3-펜틸(-CH(CH2CH3)2), 2-메틸-2-부틸(-C(CH3)2CH2CH3), 3-메틸-2-부틸(-CH(CH3)CH(CH3)2), 3-메틸-1-부틸(-CH2CH2CH(CH3)2), 2-메틸-1-부틸(-CH2CH(CH3)CH2CH3), 1-헥실(-CH2CH2CH2CH2CH2CH3), 2-헥실(-CH(CH3)CH2CH2CH2CH3), 3-헥실(-CH(CH2CH3)(CH2CH2CH3)), 2-메틸-2-펜틸(-C(CH3)2CH2CH2CH3), 3-메틸-2-펜틸(-CH(CH3)CH(CH3)CH2CH3), 4-메틸-2-펜틸(-CH(CH3)CH2CH(CH3)2), 3-메틸-3-펜틸(-C(CH3)(CH2CH3)2), 2-메틸-3-펜틸(-CH(CH2CH3)CH(CH3)2), 2,3-디메틸-2-부틸(-C(CH3)2CH(CH3)2), 3,3-디메틸-2-부틸(-CH(CH3)C(CH3)3 및 옥틸(-(CH2)7CH3)을 포함하나 이에 한정되지 않는다.
"알케닐"은 적어도 하나의 불포화 부위 즉 탄소-탄소 sp2 이중 결합을 가지는 정상 탄소 원자, 2차 탄소 원자, 3차 탄소 원자 또는 사이클릭 탄소 원자를 포함하는 탄화수소를 의미한다. 당해 용어를 포함하는 문구, 예를 들면 "C2-8 알케닐"은 2~8개의 탄소 원자를 포함하는 알케닐을 의미하며, 매번 나타날 때 서로 독립적으로 C2 알케닐, C3 알케닐, C4 알케닐, C5 알케닐, C6 알케닐, C7 알케닐 또는 C8 알케닐일 수 있다. 적합한 예는 비닐(-CH=CH2), 일릴(-CH2CH=CH2), 사이클로펜테닐(-C5H7) 및 5-헥세닐(-CH2CH2CH2CH2CH=CH2)을 포함하나 이에 한정되지 않는다.
"알키닐"은 적어도 하나의 불포화 부위 즉 탄소-탄소 sp 삼중 결합을 가지는 정상 탄소 원자, 2차 탄소 원자, 3차 탄소 원자 또는 사이클릭 탄소 원자를 포함하는 탄화수소를 의미한다. 당해 용어를 포함하는 문구, 예를 들면 "C2-8 알키닐"은 2~8개의 탄소 원자를 포함하는 알키닐을 의미하며, 매번 나타날 때 서로 독립적으로 C2 알키닐, C3 알키닐, C4 알키닐, C5 알키닐, C6 알키닐, C7 알키닐 또는 C8 알키닐일 수 있다. 적합한 예는 에티닐(-C≡CH) 및 프로파르길(-CH2C≡CH을 포함하나 이에 한정되지 않는다.
상세 해석
본 발명의 일 실시형태는 전해액 첨가제로서 식 (I)에 나타낸 구조의 치환된 실리콘기 포스페이트 화합물의 응용을 제공하는 바,
(Ⅰ)
여기서, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9는 각각 독립적으로 C1-8 알킬, C2-8 알켄 또는 C2-8 알킨으로부터 선택되고;
또한 R1, R2, R3 중 적어도 하나는 C1-8 알킬이고, 이들 중 하나는 C2-8 알켄 또는 C2-8 알킨이며;
R4, R5, R6 중 적어도 하나는 C1-8 알킬이고, 이들 중 하나는 C2-8 알켄 또는 C2-8 알킨이며;
R7, R8, R9 중 적어도 하나는 C1-8 알킬이고, 이들 중 하나는 C2-8 알켄 또는 C2-8 알킨이다.
일부 실시예에 있어서, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9는 각각 독립적으로 C1-6 알킬, C2-6 알켄 또는 C2-6 알킨으로부터 선택된다.
일부 실시예에 있어서, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9는 각각 독립적으로C1-4 알킬, C2-4 알켄 또는 C2-4 알킨으로부터 선택된다.
일부 실시예에 있어서, R1, R3, R4, R6, R7 및 R9는 각각 독립적으로 비닐, 에티닐, 알릴 또는 프로파르길로부터 선택되고; R2, R5, R8은 각각 독립적으로 메틸, 에틸, 1-프로필, 2-프로필, 1-부틸, 2-메틸-1-프로필, 또는 2-부틸로부터 선택된다.
일부 실시예에 있어서, R1, R3, R4, R6, R7 및 R9는 각각 독립적으로 메틸, 에틸, 1-프로필, 2-프로필, 1-부틸, 2-메틸-1-프로필, 또는 2-부틸로부터 선택되고; R2, R5, R8은 각각 독립적으로 비닐, 에티닐, 알릴 또는 프로파르길로부터 선택된다.
일부 실시예에 있어서, -SiR1R2R3, -SiR4R5R6 및 -SiR7R8R9 중 적어도 두 개는 서로 동일하다.
일부 실시예에 있어서, -SiR1R2R3, -SiR4R5R6 및 -SiR7R8R9는 서로 동일하다.
일부 실시예에 있어서, 아래의 임의의 화합물로부터 선택된다.
본 발명의 일 실시형태는 첨가제를 포함하는 전해액에 관한 것으로, 상기 첨가제는 식 (I)에 나타낸 구조의 치환된 실리콘기 포스페이트 화합물을 포함한다.
(Ⅰ)
여기서, 각 그룹의 정의는 위에서 설명하였으므로 여기서 더 이상 설명하지 않는다.
일부 실시예에 있어서, 첨가제는 제2 첨가제를 더 포함하며, 제2 첨가제는 비닐렌 카보네이트, 비닐 에틸렌 카보네이트, 플루오로에틸렌 카보네이트, 아황산비닐, 황산비닐 및 1,3-프로판 설폰산 락톤 중의 하나 또는 복수이다.
일부 실시예에 있어서, 전해액에서 첨가제의 질량 백분율 함량은 0.05％-20.0％이며; 더 나아가 첨가제의 질량 백분율 함량은 0.1%~15%이며; 더 더욱 나아가 첨가제의 질량 백분율 함량은 1%~10%이다.
일부 실시예에 있어서, 식 (I)에 나타낸 구조의 화합물은 제1 첨가제이고, 전해액에서 제1 첨가제의 질량 백분율 함량은 0.1%~15%이며; 더 나아가 제1 첨가제의 질량 백분율 함량은 0.1%~10%이고; 더 더욱 나아가 제1 첨가제의 질량 백분율 함량은 0.5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9% 또는 10%이다.
일부 실시예에 있어서, 전해액에서 제2 첨가제의 질량 백분율 함량은 0.1%~5%이다.
일부 실시예에 있어서, 상술한 전해액은 리튬염 및 용매를 더 포함하며, 여기서, 리튬염은 리튬 헥사플루오로포스페이트, 리튬 테트라플루오로 보레이트, 리튬 디옥살레이트 보레이트, 리튬 디플루오로옥살레이트 보레이트, 리튬 비스플루오로술포닐 이미드 및 리튬 비스트리플루오로메탄술포닐 이미드 중 하나 또는 복수로부터 선택된다.
일부 실시예에 있어서, 전해액에서 리튬염의 농도는 0.5M~1.5M이며; 더 나아가 리튬염의 농도는 0.5M, 0.75M, 1M, 1.25M, 1.5M이다.
일부 실시예에 있어서, 용매는 사슬형 카보네이트계 용매, 사이클릭 카보네이트계 용매, 카복실레이트계 용매 중의 하나 또는 복수로부터 선택된다.
일부 실시예에 있어서, 사이클릭 카보네이트계 용매는 비닐 카보네이트(EC) 및 프로필렌 카보네이트(PC) 중 하나 또는 복수로부터 선택되고; 일부 실시예에 있어서, 사슬형 카보네이트계 용매는 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC) 및 메틸 에틸 카보네이트(EMC) 중 하나 또는 복수로부터 선택되며; 일부 실시예에 있어서, 카복실레이트 용매는 프로필 아세테이트(PA), 에틸 아세테이트(EA) 및 프로필 프로피오네이트(PP) 중 하나 또는 복수로부터 선택된다.
일부 실시예에 있어서, 용매는 비닐 카보네이트(EC), 디에틸 카보네이트(DEC) 및 메틸 에틸 카보네이트(EMC)의 조합이며; 더 나아가 비닐 카보네이트(EC), 디에틸 카보네이트(DEC) 및 메틸 에틸 카보네이트(EMC)의 질량비는 1：(1-2)：(1-2) 이다.
본 발명의 일 실시형태는 양극, 음극 및 상술한 전해액을 포함하는 리튬 이온 배터리를 더 제공한다. 여기서 전해액은 위에서 설명하였으므로 여기서 더 이상 설명하지 않는다.
일부 실시예에 있어서, 양극을 형성하는 양극 재료는 리튬의 전이 금속 산화물을 포함하고, 여기서, 리튬의 전이 금속 산화물은 LiCoO2, LiMn2O4, LiMnO2, Li2MnO4, LiFePO4, Li1+aMn1-xMxO2, LiCo1-xMxO2, LiFe1-xMxPO4, Li2Mn1-xO4이며, 여기서, M은 Ni, Co, Mn, Al, Cr, Mg, Zr, Mo, V, Ti, B, F 중의 하나 또는 복수로부터 선택되며, 0≤a<0.2, 0≤x<1이다.
일부 실시예에 있어서, 음극을 형성하는 음극 재료는 천연 흑연, 인조 흑연, 중간상 마이크로카본 스피어(MCMB로 약칭함), 하드카본, 소프트카본, 실리콘, 실리콘-카본 복합재, Li-Sn 합금, Li-Sn-O 합금, Sn, SnO, SnO2, 스피넬 구조의 리튬화 TiO2-Li4Ti5O12, Li-Al 합금 중의 하나 또는 복수를 포함한다.
이하, 구체적인 실시예를 들어 본 발명을 설명한다.
실시예 1
(1) 전해액의 제조： 비닐 카보네이트(EC), 디에틸 카보네이트(DEC) 및 메틸 에틸 카보네이트(EMC)를 질량비 EC:DEC:EMC＝20:25:32로 혼합한 후, 1mol의 리튬 헥사플루오로포스페이트(LiPF6)를 첨가하며, 전해액 총질량의 1%를 차지하는 화합물 1 첨가제, 전해액 총질량의 2%를 차지하는 1,3-프로판 술톤(PS), 전해액 총질량의 5wt％를 차지하는 플루오로에틸렌 카보네이트(FEC)를 첨가하고, 균일하게 교반한 후 리튬 이온 배터리의 전해액을 얻었다.
(2) 양극 시트의 제조： 니켈코발트망간산리튬 삼원계 재료 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2, 도전제 SuperP, 접착제 PVDF 및 탄소나노튜브(CNT)를 질량비 97.3:1:1.2:0.5로 균일하게 혼합하여 일정한 점도의 리튬 이온 배터리 양극 슬러리를 제조하여, 400g/m2의 도포량으로 집전체용 알루미늄 호일 상에 도포하고, 건조 및 압연한 후 양극 시트를 얻으며, 요구 사항을 충족하는 리튬 이온 배터리 양극 시트를 제조하였다.
(3) 음극 시트의 제조： 인조 흑연과 실리콘을 질량비 90:10으로 혼합한 후, 도전제 SuperP, 도전제 CNT, 증점제 CMC, 접착제 SBR(부타디엔 스티렌 고무 라텍스)와 질량비 95.64:1:0.06:1.3:2의 비율로 슬러리를 제조하여 균일하게 혼합하며, 혼합한 슬러리를 149g/m2의 도포량으로 동박의 양면에 도포하고, 건조 및 압연한 후 음극 시트를 얻으며, 요구 사항을 충족하는 리튬 이온 배터리 음극 시트를 제조하였다.
(4) 리튬 이온 배터리의 제조： 상술한 공정에 따라 제조한 양극 시트, 음극 시트 및 격막에 대해 적층 공정을 거쳐 두께 4.7mm, 폭 55mm, 길이 60mm의 리튬 이온 배터리를 제조하였으며, 용량은 2000mAh이고, 85℃에서 48시간 동안 진공 베이킹하며, 상술한 전해액을 주입하여, 배터리의 제작을 완료하였다.
실시예 2
(1) 전해액의 제조： 비닐 카보네이트(EC), 디에틸 카보네이트(DEC) 및 메틸 에틸 카보네이트(EMC)를 질량비 EC:DEC:EMC＝20:25:32로 혼합한 후, 1mol의 리튬 헥사플루오로포스페이트(LiPF6)를 첨가하며, 전해액 총질량의 1%를 차지하는 화합물 2 첨가제, 전해액 총질량의 2%를 차지하는 1,3-프로판 술톤(PS), 전해액 총질량의 5wt％를 차지하는 플루오로에틸렌 카보네이트(FEC)를 첨가하고, 균일하게 교반한 후 리튬 이온 배터리의 전해액을 얻었다.
(2) 양극 시트의 제조： 니켈코발트망간산리튬 삼원계 재료 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2, 도전제 SuperP, 접착제 PVDF 및 탄소나노튜브(CNT)를 질량비 97.3:1:1.2:0.5로 균일하게 혼합하여 일정한 점도의 리튬 이온 배터리 양극 슬러리를 제조하여, 400g/m2의 도포량으로 집전체용 알루미늄 호일 상에 도포하고, 건조 및 압연한 후 양극 시트를 얻으며, 요구 사항을 충족하는 리튬 이온 배터리 양극 시트를 제조하였다.
(3) 음극 시트의 제조： 인조 흑연과 실리콘을 질량비 90:10으로 혼합한 후, 도전제 SuperP, 도전제 CNT, 증점제 CMC, 접착제 SBR(부타디엔 고무 라텍스)와 질량비 95.64:1:0.06:1.3:2의 비율로 슬러리를 제조하여 균일하게 혼합하며, 혼합한 슬러리를 149g/m2의 도포량으로 동박의 양면에 도포하고, 건조 및 압연한 후 음극 시트를 얻으며, 요구 사항을 충족하는 리튬 이온 배터리 음극 시트를 제조하였다.
(4) 리튬 이온 배터리의 제조： 상술한 공정에 따라 제조한 양극 시트, 음극 시트 및 격막에 대해 적층 공정을 거쳐 두께 4.7mm, 폭 55mm, 길이 60mm의 리튬 이온 배터리를 제조하였으며, 용량은 2000mAh이고, 85℃에서 48시간 동안 진공 베이킹하며, 상술한 전해액을 주입하여, 배터리의 제작을 완료하였다.
실시예 3
(1) 전해액의 제조： 비닐 카보네이트(EC), 디에틸 카보네이트(DEC) 및 메틸 에틸 카보네이트(EMC)를 질량비 EC:DEC:EMC＝20:25:32로 혼합한 후, 1mol의 리튬 헥사플루오로포스페이트(LiPF6)를 첨가하며, 전해액 총질량의 1%를 차지하는 화합물 3 첨가제, 전해액 총질량의 2%를 차지하는 1,3-프로판 술톤(PS), 전해액 총질량의 5wt％를 차지하는 플루오로에틸렌 카보네이트(FEC)를 첨가하고, 균일하게 교반한 후 리튬 이온 배터리의 전해액을 얻었다.
(2) 양극 시트의 제조： 니켈코발트망간산리튬 삼원계 재료 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2, 도전제 SuperP, 접착제 PVDF 및 탄소나노튜브(CNT)를 질량비 97.3:1:1.2:0.5로 균일하게 혼합하여 일정한 점도의 리튬 이온 배터리 양극 슬러리를 제조하여, 400g/m2의 도포량으로 집전체용 알루미늄 호일 상에 도포하고, 건조 및 압연한 후 양극 시트를 얻으며, 요구 사항을 충족하는 리튬 이온 배터리 양극 시트를 제조하였다.
(3) 음극 시트의 제조： 인조 흑연과 실리콘을 질량비 90:10으로 혼합한 후, 도전제 SuperP, 도전제 CNT, 증점제 CMC, 접착제 SBR(부타디엔 스티렌 고무라텍스)와 질량비 95.64:1:0.06:1.3:2의 비율로 슬러리를 제조하여 균일하게 혼합하며, 혼합한 슬러리를 149g/m2의 도포량으로 동박의 양면에 도포하고, 건조 및 압연한 후 음극 시트를 얻으며, 요구 사항을 충족하는 리튬 이온 배터리 음극 시트를 제조하였다.
(4) 리튬 이온 배터리의 제조： 상술한 공정에 따라 제조한 양극 시트, 음극 시트 및 격막에 대해 적층 공정을 거쳐 두께 4.7mm, 폭 55mm, 길이 60mm의 리튬 이온 배터리를 제조하였으며, 용량은 2000mAh이고, 85℃에서 48시간 동안 진공 베이킹하며, 상술한 전해액을 주입하여, 배터리의 제작을 완료하였다.
실시예 4
(1) 전해액의 제조： 비닐 카보네이트(EC), 디에틸 카보네이트(DEC) 및 메틸 에틸 카보네이트(EMC)를 질량비 EC:DEC:EMC＝20:25:32로 혼합한 후, 1mol의 리튬 헥사플루오로포스페이트(LiPF6)를 첨가하며, 전해액 총질량의 1%를 차지하는 화합물 1 첨가제, 전해액 총질량의 2%를 차지하는 1,3-프로판 술톤(PS), 전해액 총질량의 5wt％를 차지하는 플루오로에틸렌 카보네이트(FEC)를 첨가하고, 균일하게 교반한 후 리튬 이온 배터리의 전해액을 얻었다.
(2) 양극 시트의 제조： 코발트산 리튬 재료 LiCoO2, 도전제 SuperP, 접착제 PVDF 및 탄소나노튜브(CNT)를 질량비 96.8:2:1.2:0.05로 균일하게 혼합하여 일정한 점도의 리튬 이온 배터리 양극 슬러리를 제조하여, 330g/m2의 도포량으로 집전체용 알루미늄 호일 상에 도포하고, 건조 및 압연한 후 양극 시트를 얻으며, 요구 사항을 충족하는 리튬 이온 배터리 양극 시트를 제조하였다.
(3) 음극 시트의 제조： 인조 흑연과 실리콘을 질량비 90:10으로 혼합한 후, 도전제 SuperP, 증점제 CMC, 접착제 SBR(부타디엔 스티렌 고무 라텍스)와 질량비 95:1.5:1.5:2:2의 비율로 슬러리를 제조하여 균일하게 혼합하며, 혼합한 슬러리를 157g/m2의 도포량으로 동박의 양면에 도포한 후, 건조 및 압연한 후 음극 시트를 얻으며, 요구 사항을 충족하는 리튬 이온 배터리 음극 시트를 제조하였다.
(4) 리튬 이온 배터리의 제조： 상술한 공정에 따라 제조한 양극 시트, 음극 시트 및 격막에 대해 적층 공정을 거쳐 두께 4.7mm, 폭 55mm, 길이 60mm의 리튬 이온 배터리를 제조하였으며, 용량은 2000mAh이고, 85℃에서 48시간 동안 진공 베이킹하며, 상술한 전해액을 주입하여, 배터리의 제작을 완료하였다.
실시예 5
(1) 전해액의 제조： 비닐 카보네이트(EC), 디에틸 카보네이트(DEC) 및 메틸 에틸 카보네이트(EMC)를 질량비 EC:DEC:EMC＝20:25:32로 혼합한 후, 1mol의 리튬 헥사플루오로포스페이트(LiPF6) 를 첨가하며, 전해액 총질량의 1%를 차지하는 화합물 2 첨가제, 전해액 총질량의 2%를 차지하는 1,3-프로판 술톤(PS), 전해액 총질량의 5wt％를 차지하는 플루오로에틸렌 카보네이트(FEC)를 첨가하며, 균일하게 교반한 후 리튬 이온 배터리의 전해액을 얻었다.
(2) 양극 시트의 제조：코발트산 리튬 재료 LiCoO2, 도전제 SuperP, 접착제 PVDF 및 탄소나노튜브(CNT)를 질량비 96.8:2:1.2:0.05로 균일하게 혼합하여 일정한 점도의 리튬 이온 배터리 양극 슬러리를 제조하여, 330g/m2의 도포량으로 집전체용 알루미늄 호일 상에 도포하고, 건조 및 압연한 후 양극 시트를 얻으며, 요구 사항을 충족하는 리튬 이온 배터리 양극 시트를 제조하였다.
(3) 음극 시트의 제조： 인조 흑연과 실리콘을 질량비 90:10으로 혼합한 후, 도전제 SuperP, 증점제 CMC, 접착제 SBR(부타디엔 스티렌 고무 라텍스)와 질량비 95:1.5:1.5:2:2의 비율로 슬러리를 제조하여 균일하게 혼합하며, 혼합한 슬러리를 157g/m2의 도포량으로 동박의 양면에 도포한 후, 건조 및 압연한 후 음극 시트를 얻으며, 요구 사항을 충족하는 리튬 이온 배터리 음극 시트를 제조하였다.
(4) 리튬 이온 배터리의 제조： 상술한 공정에 따라 제조한 양극 시트, 음극 시트 및 격막에 대해 적층 공정을 거쳐 두께 4.7mm, 폭 55mm, 길이 60mm의 리튬 이온 배터리를 제조하였으며, 용량은 2000mAh이고, 85℃에서 48시간 동안 진공 베이킹하며, 상술한 전해액을 주입하여, 배터리의 제작을 완료하였다.
실시예 6
(1) 전해액의 제조： 비닐 카보네이트(EC), 디에틸 카보네이트(DEC) 및 메틸 에틸 카보네이트(EMC)를 질량비 EC:DEC:EMC＝20:25:32로 혼합한 후, 1mol의 리튬 헥사플루오로포스페이트(LiPF6)를 첨가하며, 전해액 총질량의 1%를 차지하는 화합물 3 첨가제, 전해액 총질량의 2%를 차지하는 1,3-프로판 술톤(PS), 전해액 총질량의 5wt％를 차지하는 플루오로에틸렌 카보네이트(FEC)를 첨가하고, 균일하게 교반한 후 리튬 이온 배터리의 전해액을 얻었다.
(2) 양극 시트의 제조： 코발트산 리튬 재료 LiCoO2, 도전제 SuperP, 접착제 PVDF 및 탄소나노튜브(CNT)를 질량비 96.8:2:1.2:0.05로 균일하게 혼합하여 일정한 점도의 리튬 이온 배터리 양극 슬러리를 제조하여, 330g/m2의 도포량으로 집전체용 알루미늄 호일 상에 도포하고, 건조 및 압연한 후 양극 시트를 얻으며, 요구 사항을 충족하는 리튬 이온 배터리 양극 시트를 제조하였다.
(3) 음극 시트의 제조： 인조 흑연과 실리콘을 질량비 90:10으로 혼합한 후, 도전제 SuperP, 증점제 CMC, 접착제 SBR(부타디엔 스티렌 고무 라텍스)을 질량비 95:1.5:1.5:2:2의 비율로 슬러리를 제조하여 균일하게 혼합하며, 혼합한 슬러리를 157g/m2의 도포량으로 동박의 양면에 도포하고, 건조 및 압연한 후 음극 시트를 얻으며, 요구 사항을 충족하는 리튬 이온 배터리 음극 시트를 제조하였다.
(4) 리튬 이온 배터리의 제조： 상술한 공정에 따라 제조한 양극 시트, 음극 시트 및 격막에 대해 적층 공정을 거쳐 두께 4.7mm, 폭 55mm, 길이 60mm의 리튬 이온 배터리를 제조하였으며, 용량은 2000mAh이고, 85℃에서 48시간 동안 진공 베이킹하며, 상술한 전해액을 주입하여, 배터리의 제작을 완료하였다.
비교예 1
실시예 1과 기본적으로 동일하며, 차이점이라면, 전해액 중의 화합물 1이 비교 화합물 1로 대체된 점이다.
비교예 2
실시예 1과 기본적으로 동일하며, 차이점이라면, 전해액의 화합물 1이 비교 화합물 2로 대체된 점이다.
비교예 3
실시예 1과 기본적으로 동일하며, 차이점이라면, 전해액의 화합물 1이 비교 화합물 3으로 대체된 점이다.
비교예 4
실시예 1과 기본적으로 동일하며, 차이점이라면, 전해액의 화합물 1이 제거된 점이다.
비교예 5
실시예 1과 기본적으로 동일하며, 차이점이라면, 전해액 중의 화합물 1이 DTD로 대체된 점이다.
비교예 6
실시예 1과 기본적으로 동일하며, 차이점이라면, 전해액 중의 화합물 1이 LiPO2F2로 대체된 점이다.
비교예 7
실시예 4와 기본적으로 동일하며, 차이점이라면, 전해액 중의 화합물 1이 비교 화합물 1로 대체된 점이다.
비교예 8
실시예 4와 기본적으로 동일하며, 차이점이라면, 전해액의 화합물 1이 비교 화합물 2로 대체된 점이다.
비교예 9
실시예 4와 기본적으로 동일하며, 차이점이라면, 전해액의 화합물 1이 비교 화합물 3으로 대체된 점이다.
비교예 10
실시예 4와 기본적으로 동일하며, 차이점이라면, 전해액의 화합물 1이 제거된 점이다.
비교예 11
실시예 4와 기본적으로 동일하며, 차이점이라면, 전해액 중의 화합물 1이 DTD로 대체된 점이다.
비교예 12
실시예 4와 기본적으로 동일하며, 차이점이라면, 전해액 중의 화합물 1이 LiPO2F2로 대체된 점이다.
실시예 1-실시예 6, 비교예 1-비교예 12의 전해액 성분 및 배터리 시스템은 아래의 표 1에 나타낸 바와 같다.
| 테스트 항목 | 전해액 성분 | 배터리 시스템 |
| 실시예 1 | EC:DEC:EMC:FEC:PS＝20:25:32:5:2, 1%의 화합물 1 | LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2/실리콘 카본 |
| 실시예 2 | EC:DEC:EMC:FEC:PS＝20:25:32:5:2, 1%의 화합물 2 | LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2/실리콘 카본 |
| 실시예 3 | EC:DEC:EMC:FEC:PS＝20:25:32:5:2, 1%의 화합물 3 | LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2/실리콘 카본 |
| 비교예 1 | EC:DEC:EMC:FEC:PS＝20:25:32:5:2, 1%의 비교 화합물 1 | LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2/실리콘 카본 |
| 비교예 2 | EC:DEC:EMC:FEC:PS＝20:25:32:5:2, 1%의 비교 화합물 2 | LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2/실리콘 카본 |
| 비교예 3 | EC:DEC:EMC:FEC:PS＝20:25:32:5:2, 1%의 비교 화합물 3 | LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2/실리콘 카본 |
| 비교예 4 | EC:DEC:EMC:FEC:PS＝20:25:32:5:2 | LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2/실리콘 카본 |
| 비교예 5 | EC:DEC:EMC:FEC:PS＝20:25:32:5:2, 1%의 DTD | LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2/실리콘 카본 |
| 비교예 6 | EC:DEC:EMC:FEC:PS＝20:25:32:5:2, 1%의 LiPO2F2 | LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2/실리콘 카본 |
| 실시예 4 | EC:DEC:EMC:FEC:PS＝20:25:32:5:2, 1%의 화합물 1 | LiCoO2/실리콘 카본 |
| 실시예 5 | EC:DEC:EMC:FEC:PS＝20:25:32:5:2, 1%의 화합물 2 | LiCoO2/실리콘 카본 |
| 실시예 6 | EC:DEC:EMC:FEC:PS＝20:25:32:5:2, 1%의 화합물 3 | LiCoO2/실리콘 카본 |
| 비교예 7 | EC:DEC:EMC:FEC:PS＝20:25:32:5:2, 1%의 비교 화합물 1 | LiCoO2/실리콘 카본 |
| 비교예 8 | EC:DEC:EMC:FEC:PS＝20:25:32:5:2, 1%의 비교 화합물 2 | LiCoO2/실리콘 카본 |
| 비교예 9 | EC:DEC:EMC:FEC:PS＝20:25:32:5:2, 1%의 비교 화합물 3 | LiCoO2/실리콘 카본 |
| 비교예 10 | EC:DEC:EMC:FEC:PS＝20:25:32:5:2 | LiCoO2/실리콘 카본 |
| 비교예 11 | EC:DEC:EMC:FEC:PS＝20:25:32:5:2, 1%의 DTD | LiCoO2/실리콘 카본 |
| 비교예 12 | EC:DEC:EMC:FEC:PS＝20:25:32:5:2, 1%의 LiPO2F2 | LiCoO2/실리콘 카본 |
성능 테스트
(1) 고온 사이클 성능 테스트：
45℃에서 화성된 배터리를 0.02C 정전류 및 정전압으로 4.2V까지 충전하며, 컷오프 전류는 0.01C이고, 1C 정전류로 2.75V까지 방전한다. 이렇게 충전/방전을 N회 사이클한 후, 제N회 사이클 후의 용량의 유지율을 계산하여 고온 사이클 성능을 평가하였다.
45℃ 1C N회 사이클의 용량 유지율 계산 공식은 아래와 같다.
제N회 사이클 용량 유지율 (％)＝(제N회 사이클 방전 용량/제1회 사이클 방전 용량)Х100％.
(2) 60℃ 고온 보관 성능 테스트：
형성된 배터리를 상온에서 1C 정전류 및 정전압으로 4.2V까지 충전하고, 컷오프 전류는 0.01C이고, 다시 1C 정전류로 2.75V까지 방전하며, 배터리 초기 방전 용량을 측정하고, 다시 1C 정전류 및 정전압으로 4.2V까지 충전하며 컷오프 전류는 0.01C이고, 배터리의 초기 두께를 측정한 후, 배터리를 60℃에서 N일 보관한 후, 배터리의 두께를 측정하며, 다시 1C 정전류로 2.75V까지 방전하고, 배터리의 유지 용량을 측정하며, 다시 1C 정전류 및 정전압으로 4.2V까지 충전하며, 컷오프 전류는 0.01C이고, 1C 정전류로 2.75V로 방전하고, 복구 용량을 측정하였다. 용량 유지율, 용량 복구율의 계산 공식은 아래와 같다.
배터리 용량 유지율(％)＝유지 용량/초기 용량 Х100％;
배터리 용량 복구율(％)＝복구 용량/초기 용량 Х100％;
배터리 두께 팽창율(％)＝(N일 후의 두께 -초기 두께)/초기 두께 Х100％
화성된 배터리에 대해 상온에서 직류 임피던스 (DCR) 테스트와 내부 저항 테스트를 수행한 후, 배터리를 60℃에서 N일 저장한 후, 다시 상온에서 DCR와 내부 저항 테스트를 수행하였다. 고온 저장 전후의 DCR과 내부 저항 변화율의 계산 공식은 아래와 같다.
배터리 내부 저항 변화율(%)=(N일 후의 내부 저항 -저장 전 내부 저항)/저장 전 내부 저항 Х100%
(3) 20℃ 저온 방전 성능 테스트：
상온 (25℃ 조건헤서, 리튬 이온 배터리에 대해 1C/1C 충전 및 방전을 1회 수행하며, 상한 전압은 4.2V이고, 방전 용량 C0을 기록한 후, 배터리를 -20℃ 환경에 4시간 동안 방치한 후, 1C 전류로 2.75V까지 방전하며, 방전 용량 C1을 기록하며, 아래의 공식을 이용하여 리튬 이온 배터리 -20℃ 방전율을 계산하였다.
-20℃ 방전율＝C1/C0*100％
상술한 실시예 중의 전해액으로 리튬 이온 배터리를 제조한 후, 리튬 이온 배터리의 상온 사이클 성능, 고온 사이클 성능 및 저온 방전 성능을 테스트하였으며, 결과는 표 2에 나타낸바와 같다.
| 테스트 항목 | 60℃7일 저장 후 | 45℃ 1C 500 주 사이클 | -20℃1C방전율 | ||||
| 유지 용량 | 복구 용량 | 두께 팽창 | DCR 변화율 | 용량 유지율 | |||
| 실시예 1 | 92% | 96% | 5% | -5% | 88% | 70% | |
| 실시예 2 | 86% | 89% | 10% | 8% | 83% | 67% | |
| 실시예 3 | 85% | 88% | 12% | 10% | 82% | 66% | |
| 비교예 1 | 75% | 78% | 19% | 20% | 75% | 60% | |
| 비교예 2 | 73% | 75% | 22% | 25% | 74% | 59% | |
| 비교예 3 | 76% | 80% | 19% | 35% | 68% | 61% | |
| 비교예 4 | 65% | 67% | 30% | 55% | 60% | 65% | |
| 비교예 5 | 77% | 82% | 18% | 30% | 75% | 65% | |
| 비교예 6 | 73% | 78% | 24% | 33% | 70% | 68% | |
| 실시예 4 | 90% | 95% | 5% | -3% | 87% | 72% | |
| 실시예 5 | 85% | 88% | 12% | 12% | 83% | 65% | |
| 실시예 6 | 84% | 88% | 14% | 11% | 82% | 66% | |
| 비교예 7 | 76% | 79% | 21% | 22% | 76% | 57% | |
| 비교예 8 | 73% | 76% | 25% | 26% | 75% | 54% | |
| 비교예 9 | 71% | 75% | 18% | 30% | 72% | 52% | |
| 비교예 10 | 62% | 66% | 32% | 56% | 62% | 57% | |
| 비교예 11 | 75% | 80% | 15% | 32% | 73% | 54% | |
| 비교예 12 | 72% | 75% | 20% | 35% | 71% | 59% | |
표 1로부터 명확히 알 수 있듯이, 실시예 1-실시예 6의 기술 효과는 비교예 1-비교예 12보다 현저히 우수하며, 특히 실시예 1과 실시예 4가 현저히 우수한 바, 즉 화합물 1을 전해액 첨가제로 사용할 때, 고온 보관 후에 배터리 임피던스 변화와 배터리 팽창율을 감소시키는 측면에서 현저한 우세를 가진다. 전해액 첨가제가 리튬 이온 배터리의 용량 유지율 및 고온 사이클에 대해 현저한 영향을 미치며, 본 발명의 전해액 첨가제를 채택함으로써, 배터리의 상온 및 고온 사이클 용량 유지율 및 고온 사이클 용량 유지율을 효과적으로 개선하였음을 설명한다. 본 발명의 전해액을 포함하는 배터리는 더 나은 고온 사이클 성능을 가지며, 고온 보존 기간의 배터리의 두께 팽창을 줄이고, 임피던스 변화를 줄인다.
전술한 실시예의 각 기술적 특징을 임의로 조합할 수 있으며, 설명을 간결하게 하기 위하여, 상술한 실시예 중의 각각의 기술적 특징의 모든 가능한 조합을 모두 설명하지 않았지만, 이러한 기술적 특징의 조합에 모순이 없는 한, 모두 본 명세서에 기재된 범위 내에 있는 것으로 간주해야 한다.
전술한 실시예는 본 발명의 몇몇 실시형태를 표현한 것일 뿐이며, 그 설명이 상대적으로 구체적이고 상세하지만, 본 발명의 특허 범위를 제한하는 것으로 이해해서는 안 된다. 당업자는 본 발명의 개념을 벗어나지 않고 여러 수정 및 개선을 할 수 있으며, 이들은 모두 본 발명의 보호 범위에 속한다는 점에 유의해야 한다. 따라서 본 발명 특허의 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 근거하여야 한다.
Claims (10)
- 전해액 첨가제로서 식 (I)에 나타낸 구조의 치환된 실리콘기 포스페이트 화합물의 응용에 있어서,
(Ⅰ)
여기서, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9는 각각 독립적으로 C1-8 알킬, C2-8 알켄 또는 C2-8 알킨으로부터 선택되고;
또한 R1, R2, R3 중 적어도 하나는 C1-8 알킬이고, 이들 중 하나는 C2-8 알켄 또는 C2-8 알킨이며;
R4, R5, R6 중 적어도 하나는 C1-8 알킬이고, 이들 중 하나는 C2-8 알켄 또는 C2-8 알킨이며;
R7, R8, R9 중 적어도 하나는 C1-8 알킬이고, 이들 중 하나는 C2-8 알켄 또는 C2-8 알킨인 응용. - 제1항에 있어서,
R1, R3, R4, R6, R7 및 R9는 각각 독립적으로 메틸, 에틸, 1-프로필, 2-프로필, 1-부틸, 2-메틸-1-프로필, 또는 2-부틸로부터 선택되고;
R2, R5, R8은 각각 독립적으로 비닐, 에티닐, 알릴 또는 프로파르길로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 응용. - 제1항에 있어서,
R1, R3, R4, R6, R7 및 R9는 각각 독립적으로 비닐, 에티닐, 알릴 또는 프로파르길로부터 선택되고;
R2, R5, R8은 각각 독립적으로 메틸, 에틸, 1-프로필, 2-프로필, 1-부틸, 2-메틸-1-프로필, 또는 2-부틸로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 응용. - 제1항에 있어서,
-SiR1R2R3, -SiR4R5R6 및 -SiR7R8R9는 서로 동일한 것을 특징으로 하는 응용. - 제1항에 있어서,
아래의 임의의 화합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 응용.
- 첨가제를 포함하고, 상기 첨가제는 식 (I)에 나타낸 구조의 치환된 실리콘기 포스페이트 화합물을 포함하며,
(Ⅰ)
여기서, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9는 각각 독립적으로 C1-6 알킬, C2-6 알켄 또는 C2-6 알킨으로부터 선택되고;
또한 R1, R2, R3 중 적어도 하나는 C1-6 알킬이고, 이들 중 하나는 C2-8 알켄 또는 C2-8 알킨이며;
R4, R5, R6 중 적어도 하나는 C1-6 알킬이고, 이들 중 하나는 C2-8 알켄 또는 C2-8 알킨이며;
R7, R8, R9 중 적어도 하나는 C1-6 알킬이고, 이들 중 하나는 C2-8 알켄 또는 C2-8 알킨인 것을 특징으로 하는 전해액. - 제6항에 있어서,
상기 첨가제는 제2 첨가제를 더 포함하며, 상기 제2 첨가제는 비닐렌 카보네이트, 비닐 에틸렌 카보네이트, 플루오로에틸렌 카보네이트, 아황산비닐, 황산비닐, 1,3-프로판 설폰산 락톤, 이중스피로프로필렌 설페이트, 테트라에틸렌실란, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 리튬 디플루오로포스페이트 및 황산비닐 중의 하나 또는 복수인 것을 특징으로 하는 전해액. - 제6항에 있어서,
상기 전해액에서 상기 첨가제의 질량 백분율 함량은 0.05％-20.0％인 것을 특징으로 하는 전해액. - 제6항에 있어서,
리튬염 및 용매를 더 포함하며, 상기 리튬염은 리튬 헥사플루오로포스페이트, 리튬 테트라플루오로 보레이트, 리튬 디옥살레이트 보레이트, 리튬 디플루오로옥살레이트 보레이트, 리튬 비스플루오로술포닐 이미드 및 리튬 비스트리플루오로메탄술포닐 이미드 중의 하나 또는 복수로부터 선택되고;
상기 용매는 사슬형 카보네이트, 사이클릭 카보네이트 및 카복실레이트 중의 하나 또는 복수로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전해액. - 양극, 음극 및 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 전해액을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 배터리.
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