KR20240044883A - A compound, non-aqueous electrolyte comprising the same and lithium secondary battery - Google Patents

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KR20240044883A
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신성호
김정근
김수정
김기철
윤정애
김경훈
오미연
이원균
정세영
김재윤
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 화학식 1로 표시되는 화합물을 비수 전해액 첨가제로 사용함으로써, 전극으로부터 용출되는 금속 용출량을 감소시킬 수 있고, 전극으로부터 용출되는 금속에 의해 발생할 수 있는 전지 내부의 부반응을 억제 할 수 있으며, 고온 안정성 및 수명 특성을 향상시킬 수 있는 비수 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다.In the present invention, by using the compound represented by Formula 1 as a non-aqueous electrolyte additive, the amount of metal eluted from the electrode can be reduced, side reactions inside the battery that can be caused by the metal eluted from the electrode can be suppressed, and high temperature It relates to a non-aqueous electrolyte that can improve stability and lifespan characteristics and a lithium secondary battery containing the same.

Description

화합물, 이를 포함하는 비수 전해액 및 리튬 이차전지{A COMPOUND, NON-AQUEOUS ELECTROLYTE COMPRISING THE SAME AND LITHIUM SECONDARY BATTERY}Compound, non-aqueous electrolyte containing the same, and lithium secondary battery {A COMPOUND, NON-AQUEOUS ELECTROLYTE COMPRISING THE SAME AND LITHIUM SECONDARY BATTERY}

본 발명은 비수 전해액 첨가제로 적용 시 우수한 고온 사이클 특성 및 고온 저장 특성을 제공할 수 있는 화합물, 이를 포함하는 비수 전해액 및 리튬 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a compound that can provide excellent high-temperature cycle characteristics and high-temperature storage characteristics when applied as an additive to a non-aqueous electrolyte solution, a non-aqueous electrolyte solution containing the same, and a lithium secondary battery.

리튬 이차전지는 소형화 및 경량화가 가능하면서도, 고밀도의 에너지를 저장할 수 있어 근래 가장 각광받는 에너지 저장 장치이다. 리튬 이차전지는 휴대폰이나 노트북과 같은 소형 포터블 장치에서부터 전기자동차와 같은 대형 장치까지 다양한 분야의 제품들에 적용되고 있으며, 각 제품들이 사용되는 환경이나 조건이 상이하기 때문에 환경 및 조건과 무관하게 안정적인 성능을 구현하는 것이 중요하다. Lithium secondary batteries are the most popular energy storage device in recent years as they can be miniaturized and lightweight while storing high-density energy. Lithium secondary batteries are applied to products in a variety of fields, from small portable devices such as mobile phones and laptops to large devices such as electric vehicles. Since the environments and conditions in which each product is used are different, stable performance is achieved regardless of the environment and conditions. It is important to implement .

한편, 리튬 이차전지는 크게 양극, 음극, 분리막 및 전해액을 포함한다. 양극은 리튬 이온의 소스로, 충전 시 양극의 리튬 이온은 음극으로 이동하여 저장되며, 방전 시에는 음극에 저장되었던 리튬 이온이 양극으로 이동하는 과정에서 전자를 방출하여 전기 에너지를 발생시킨다. 전해액은 양극과 음극 사이에서 리튬 이온이 이동할 수 있도록 매개체 역할을 하며, 염, 용매 및 첨가제를 포함한다. 상기 염은 리튬 이온의 이동 통로 역할을 수행하며, 용매는 염을 잘 용해시켜 리튬 이온의 이동을 돕고, 첨가제는 요구되는 리튬 이차전지의 특성에 따라 특정한 성능을 개선시키기 위해 첨가된다. Meanwhile, lithium secondary batteries largely include a positive electrode, a negative electrode, a separator, and an electrolyte solution. The positive electrode is a source of lithium ions. When charging, the lithium ions from the positive electrode move to the negative electrode and are stored. When discharging, the lithium ions stored in the negative electrode emit electrons in the process of moving to the positive electrode, generating electrical energy. The electrolyte serves as a medium for lithium ions to move between the anode and cathode, and includes salts, solvents, and additives. The salt acts as a passage for lithium ions, the solvent dissolves the salt well and helps the lithium ions move, and additives are added to improve specific performance depending on the required characteristics of the lithium secondary battery.

첨가제는 그 종류에 따라 다양한 역할을 수행할 수 있으며, 그 중 대표적인 것은 고체 전해질 계면(SEI)을 전극 표면에 형성하는 것이다. 리튬 이차전지는 충방전이 진행되면서 양극 활물질이 구조적으로 붕괴되고, 붕괴된 양극 표면으로부터 용출된 금속 이온이 음극에 전착하여 양극 및 음극의 성능이 열화되는 문제점을 가지고 있다. 이 경우, 전해액에 첨가제를 포함시키게 되면, 첨가제는 초기의 충방전 시 분해되어 전극 표면 상에 고체 전해질 계면(SEI)이라고 불리는 피막을 형성할 수 있고, 형성된 SEI는 리튬 이온의 이동을 방해하지 않으면서도 충방전 사이클을 반복한 경우의 성능 열화를 방지하여 전지 특성, 보존 특성 또는 부하 특성 등을 향상시키는 역할을 수행할 수 있다. Additives can perform various roles depending on their type, the most representative of which is forming a solid electrolyte interface (SEI) on the electrode surface. Lithium secondary batteries have the problem that the positive electrode active material structurally collapses as charging and discharging progresses, and metal ions eluted from the collapsed positive electrode surface are electrodeposited on the negative electrode, deteriorating the performance of the positive and negative electrodes. In this case, when an additive is included in the electrolyte solution, the additive decomposes during initial charging and discharging to form a film called a solid electrolyte interface (SEI) on the electrode surface, and the formed SEI can be dissolved if it does not interfere with the movement of lithium ions. It can also play a role in improving battery characteristics, storage characteristics, or load characteristics by preventing performance deterioration when charging and discharging cycles are repeated.

구체적으로, 초기의 충방전 시 형성된 SEI 막은 이후의 충방전 반복 시에 리튬 이온과 탄소계 음극 또는 다른 물질과의 반응을 막아주고, 전해액과 음극 사이에서 리튬 이온만을 선택적으로 통과시키는 이온 터널로서의 역할을 수행하게 된다. 상기 이온 터널 효과에 의하여 SEI 막은 분자량이 큰 전해액의 유기 용매들이 탄소계 음극으로 이동하는 것을 봉쇄함으로써, 탄소계 음극 구조가 붕괴되는 것을 방지한다. 즉, 형성된 SEI 막에 의해 리튬 이온과 탄소계 음극 또는 다른 물질 사이의 부반응 발생이 억제되므로, 이후 충방전시 리튬 이온의 양을 가역적으로 유지할 수 있게 된다. Specifically, the SEI film formed during the initial charge and discharge prevents the reaction of lithium ions with the carbon-based negative electrode or other materials during subsequent charge and discharge repetitions, and serves as an ion tunnel that selectively passes only lithium ions between the electrolyte and the negative electrode. will be performed. Due to the ion tunnel effect, the SEI film prevents the organic solvent of the electrolyte solution with a high molecular weight from moving to the carbon-based cathode, thereby preventing the carbon-based cathode structure from collapsing. In other words, since the occurrence of side reactions between lithium ions and the carbon-based negative electrode or other materials is suppressed by the formed SEI film, the amount of lithium ions can be reversibly maintained during subsequent charging and discharging.

다시 말하면, 음극의 탄소 재료는 초기 충전시 전해액과 반응하여 음극 표면에 패시베이션층(passivation layer)을 형성함으로써 더 이상의 전해액 분해가 발생하지 않고 안정적인 충방전을 유지할 수 있도록 해주는데, 이때 음극 표면의 패시베이션층 형성에 소모된 전하량은 비가역 용량으로서, 방전시 가역적으로 반응하지 않는 특징을 가지고 있는 것이며, 이러한 이유로 리튬이온 전지는 초기 충전 반응 이후 더 이상의 비가역 반응을 나타내지 않고 안정적인 수명 사이클을 유지할 수 있게 되는 것이다. In other words, the carbon material of the cathode reacts with the electrolyte during initial charging to form a passivation layer on the surface of the cathode, thereby preventing further decomposition of the electrolyte and maintaining stable charging and discharging. In this case, the passivation layer on the surface of the cathode The amount of charge consumed in formation is an irreversible capacity, which has the characteristic of not reacting reversibly during discharge. For this reason, lithium-ion batteries do not exhibit any further irreversible reactions after the initial charging reaction and are able to maintain a stable life cycle.

하지만, 만충전 상태에서 리튬 이온전지를 고온 저장(예: 4.15V 이상 100% 충전 후 60 ℃에서 저장)하는 경우, 시간이 경과함에 따라 SEI 막이 서서히 붕괴되는 문제가 있다. 이러한 SEI 막 붕괴는 음극 표면을 노출시키며, 노출된 음극 표면은 전해액 중 카보네이트계 용매와 반응하면서 분해되어, 지속적인 부반응을 야기한다. 더욱이, 이러한 부반응은 계속적으로 기체를 발생시킨다. 부반응에서 생성되는 기체들은 그 종류에 무관하게 전지 내부 압력을 상승시키며, 리튬 이동에 저항 요소로 작용함으로써 전지 두께를 팽창시키고 전지 성능을 열화시키는 원인이 된다.However, when lithium ion batteries are stored at high temperatures in a fully charged state (e.g., stored at 60°C after 100% charging at 4.15V or higher), there is a problem in which the SEI film gradually collapses over time. This SEI film collapse exposes the cathode surface, and the exposed cathode surface decomposes while reacting with the carbonate-based solvent in the electrolyte solution, causing continuous side reactions. Moreover, these side reactions continuously generate gas. Gases generated from side reactions increase the internal pressure of the battery regardless of their type, and act as a resistance element to lithium movement, causing expansion of the battery thickness and deterioration of battery performance.

이에 우수하면서도 안정적인 성능을 구현할 수 있는 리튬 이차전지를 제공하기 위해서는 안정적이면서도 쉽게 분해되지 않는 SEI를 형성할 수 있고, 형성된 SEI가 전극 성능에 악영향을 미치지 않게 하는 첨가제가 요구된다.Accordingly, in order to provide a lithium secondary battery that can achieve excellent and stable performance, an additive is required that can form SEI that is stable and does not easily decompose, and that prevents the formed SEI from adversely affecting electrode performance.

JPJ.P. 2019-179638 2019-179638 AA JPJ.P. 2018-156761 2018-156761 AA

본 발명은 리튬 이차전지의 우수한 사이클 특성을 구현할 수 있고, 고온 안정성 및 가스 발생 측면에서의 개선된 효과를 달성할 수 있는 환형 황산화물 구조를 갖는 화합물 및 이를 포함하는 비수 전해액 첨가제를 제공하고자 한다.The present invention seeks to provide a compound having a cyclic sulfur oxide structure that can realize excellent cycle characteristics of a lithium secondary battery and achieve improved effects in terms of high temperature stability and gas generation, and a non-aqueous electrolyte solution additive containing the same.

또한, 본 발명은 상기 비수 전해액 첨가제를 포함하는 비수 전해액 및 상기 비수 전해액을 포함하는 리튬 이차전지를 제공하고자 한다.In addition, the present invention seeks to provide a non-aqueous electrolyte solution containing the non-aqueous electrolyte additive and a lithium secondary battery containing the non-aqueous electrolyte solution.

본 발명은 화합물, 비수 전해액 및 리튬 이차전지를 제공한다.The present invention provides a compound, a non-aqueous electrolyte, and a lithium secondary battery.

(1) 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.(1) The present invention provides a compound represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

L1 및 L2는 각각 독립적으로 직접 결합 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6의 알킬렌기이며,L 1 and L 2 are each independently directly bonded or a substituted or unsubstituted C 1 to C 6 alkylene group,

R1 및 R2는 하기 화학식 2로 표시되는 치환기이고,R 1 and R 2 are substituents represented by the following formula (2),

X는 하기 화학식 3 내지 6으로 표시되는 치환기 중 어느 하나이며,X is any one of the substituents represented by the following formulas 3 to 6,

n은 1 내지 3 중 어느 하나의 정수이며,n is any integer from 1 to 3,

[화학식 2][Formula 2]

상기 화학식 2에서, In Formula 2,

*는 L1 또는 L2에 결합하는 위치이고,* is the position binding to L 1 or L 2 ,

[화학식 3][Formula 3]

상기 화학식 3에서,In Formula 3 above,

L3 내지 L6은 각각 독립적으로 직접 결합 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6의 알킬렌기이며,L 3 to L 6 are each independently directly bonded or a substituted or unsubstituted C 1 to C 6 alkylene group,

R31 내지 R38은 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6의 알킬기이고,R 31 to R 38 are each independently hydrogen or a substituted or unsubstituted C 1 to C 6 alkyl group,

Y1은 직접 결합, -O- 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6의 알킬렌기이며,Y 1 is a direct bond, -O-, or a substituted or unsubstituted C 1 to C 6 alkylene group,

*는 화학식 1의 산소 원자에 결합하는 위치이며,* is the position bonding to the oxygen atom of Formula 1,

[화학식 4] [Formula 4]

상기 화학식 4에서,In Formula 4 above,

Y2 내지 Y4는 각각 독립적으로 직접 결합, -O- 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6의 알킬렌기이고,Y 2 to Y 4 are each independently a direct bond, -O-, or a substituted or unsubstituted C 1 to C 6 alkylene group,

*는 화학식 1의 산소 원자에 결합하는 위치이며,* is the position bonding to the oxygen atom of Formula 1,

[화학식 5] [Formula 5]

상기 화학식 5에서,In Formula 5 above,

Y5 및 Y6는 직접 결합, -N-, -O-, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 알케닐렌기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 알키닐렌기이고,Y 5 and Y 6 are a direct bond, -N-, -O-, a substituted or unsubstituted C 1 to C 6 alkylene group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 10 alkenylene group, or a substituted or unsubstituted alkenylene group. It is an alkynylene group of C 2 to C 10 ,

R41 내지 R44는 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6의 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C6의 알케닐기이며,R 41 to R 44 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C 1 to C 6 alkyl group, or a substituted or unsubstituted C 2 to C 6 alkenyl group,

*는 화학식 1의 산소 원자에 결합하는 위치이며,* is the position bonding to the oxygen atom of Formula 1,

[화학식 6][Formula 6]

상기 화학식 6에서,In Formula 6 above,

L7 내지 L12는 각각 독립적으로 -O-, 직접 결합 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6의 알킬렌기이고,L 7 to L 12 are each independently -O-, a direct bond, or a substituted or unsubstituted C 1 to C 6 alkylene group,

Y7은 직접 결합, -*, -O(R5), 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6의 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6의 알콕시기이며,Y 7 is a direct bond, -*, -O(R 5 ), a substituted or unsubstituted C 1 to C 6 alkyl group, or a substituted or unsubstituted C 1 to C 6 alkoxy group,

상기 R5는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C6의 알케닐기이고,R 5 is a substituted or unsubstituted C 2 to C 6 alkenyl group,

*는 화학식 1의 산소 원자에 결합하는 위치이며,* is the position bonding to the oxygen atom of Formula 1,

m 및 p는 0 또는 1의 정수이되, p가 1인 경우, Y7은 직접 결합이고, m은 1이다.m and p are integers of 0 or 1, but when p is 1, Y 7 is a direct bond, and m is 1.

(2) 본 발명은 상기 (1)에 있어서, 상기 L1 및 L2는 메틸렌기인 화합물을 제공한다.(2) The present invention provides the compound according to (1) above, wherein L 1 and L 2 are methylene groups.

(3) 본 발명은 상기 (1) 또는 (2)에 있어서, 상기 Y1은 직접 결합, -O- 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C3의 알킬렌기인 화합물을 제공한다.(3) The present invention provides the compound according to (1) or (2) above, wherein Y 1 is a direct bond, -O-, or a substituted or unsubstituted C 1 to C 3 alkylene group.

(4) 본 발명은 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 있어서, 상기 화학식 3은 하기 화학식 3-a 내지 3-d로 표시되는 치환기 중 어느 하나인 것인 화합물을 제공한다.(4) The present invention provides the compound according to any one of (1) to (3) above, wherein the formula (3) is any one of the substituents represented by the following formulas (3-a) to (3-d).

(5) 본 발명은 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 있어서, 상기 Y2 내지 Y4는 각각 독립적으로 직접 결합, -O- 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C3의 알킬렌기이되, 상기 Y2 및 Y3이 -O-인 경우, Y4는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C3의 알킬렌기인 화합물을 제공한다.(5) The present invention according to any one of (1) to (4) above, wherein Y 2 to Y 4 are each independently a direct bond, -O-, or substituted or unsubstituted C 1 to C 3 alkylene. When Y 2 and Y 3 are -O-, Y 4 is a substituted or unsubstituted C 1 to C 3 alkylene group.

(6) 본 발명은 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 있어서, 상기 화학식 4는 하기 화학식 4-a 내지 4-f로 표시되는 치환기 중 어느 하나인 것인 화합물을 제공한다.(6) The present invention provides the compound according to any one of (1) to (5) above, wherein Formula 4 is any one of the substituents represented by the following Formulas 4-a to 4-f.

(7) 본 발명은 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 있어서, 상기 Y5가 -N- 또는 -O-인 경우, Y6는 직접 결합인 화합물을 제공한다.(7) The present invention provides the compound according to any one of (1) to (6) above, wherein when Y 5 is -N- or -O-, Y 6 is a direct bond.

(8) 본 발명은 상기 (1) 내지 (7) 중 어느 하나에 있어서, 상기 화학식 5는 하기 화학식 5-a 내지 5-j로 표시되는 치환기 중 어느 하나인 것인 화합물을 제공한다.(8) The present invention provides the compound according to any one of (1) to (7) above, wherein Formula 5 is any one of the substituents represented by Formulas 5-a to 5-j.

(9) 본 발명은 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 있어서, L7, L8, L11 및 L12는 각각 독립적으로 직접 결합 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C3의 알킬렌기인 화합물을 제공한다.(9) The present invention according to any one of (1) to (8) above, wherein L 7 , L 8 , L 11 and L 12 are each independently directly bonded or substituted or unsubstituted C 1 to C 3 alkyl. Provided is a rengyine compound.

(10) 본 발명은 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 하나에 있어서, 상기 화학식 6은 하기 화학식 6-a 내지 6-i로 표시되는 치환기 중 어느 하나인 것인 화합물을 제공한다.(10) The present invention provides the compound according to any one of (1) to (9) above, wherein Formula 6 is any one of the substituents represented by the following Formulas 6-a to 6-i.

(11) 본 발명은 상기 (1) 내지 (10) 중 어느 하나에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-a 내지 1-d로 표시되는 화합물인 것인 화합물을 제공한다.(11) The present invention provides the compound according to any one of (1) to (10) above, wherein the compound represented by Formula 1 is a compound represented by the following Formulas 1-a to 1-d.

[화학식 1-a][Formula 1-a]

[화학식 1-b][Formula 1-b]

[화학식 1-c][Formula 1-c]

[화학식 1-d][Formula 1-d]

(12) 본 발명은 리튬염; 비수계 용매; 및 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 비수 전해액을 제공한다.(12) The present invention relates to lithium salt; non-aqueous solvent; And it provides a non-aqueous electrolyte solution containing the compound according to any one of claims 1 to 11.

(13) 본 발명은 상기 (12)에 있어서, 상기 화합물은 비수 전해액 전체 중량을 기준으로 하여 0.01 중량% 내지 10 중량%로 포함되는 것인 비수 전해액을 제공한다.(13) The present invention provides the non-aqueous electrolyte solution according to (12) above, wherein the compound is contained in an amount of 0.01% by weight to 10% by weight based on the total weight of the non-aqueous electrolyte solution.

(14) 본 발명은 상기 (12)에 따른 비수 전해액을 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다.(14) The present invention provides a lithium secondary battery containing the non-aqueous electrolyte according to (12) above.

본 발명의 화합물은 준수한 합성 수율로 수득될 수 있고, 화합물의 저장 안정성이 역시 준수하다. 또한, 본 발명의 화합물은 비수 전해액의 첨가제로 사용되었을 때 저항이 낮으면서도 안정적인 SEI를 형성하여, 전지의 수명을 개선할 수 있고, 가스 발생량 역시 저감하여 고온에서의 안정성을 동시에 개선할 수 있다.The compounds of the present invention can be obtained with good synthetic yields, and the storage stability of the compounds is also good. In addition, the compound of the present invention, when used as an additive in a non-aqueous electrolyte solution, forms a low-resistance yet stable SEI, which can improve the lifespan of the battery and also reduce the amount of gas generated, thereby simultaneously improving stability at high temperatures.

이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이때, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail to facilitate understanding of the present invention. At this time, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor should appropriately define the concept of the term in order to explain his or her invention in the best way. It must be interpreted with meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be done.

본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The terminology used herein is for the purpose of describing exemplary embodiments only and is not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this specification, terms such as “comprise,” “comprise,” or “have” are intended to designate the presence of implemented features, numbers, steps, components, or a combination thereof, and are intended to indicate the presence of one or more other features or It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of numbers, steps, components, or combinations thereof.

본 명세서에서 "치환 또는 비치환된"이라는 용어는 중수소, 할로겐기, 히드록시기, 아미노기, 싸이올기, 니트로기, 니트릴기, 실릴기 및 직쇄 또는 분지쇄 C1-C6의 알콕시기 중 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되었거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다.As used herein, the term "substituted or unsubstituted" refers to one selected from deuterium, halogen group, hydroxy group, amino group, thiol group, nitro group, nitrile group, silyl group, and straight or branched chain C 1 -C 6 alkoxy group. It means that it is substituted with the above substituents or does not have any substituents.

화학식 1로 표시되는 화합물Compound represented by formula 1

본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.The present invention provides a compound represented by the following formula (1).

하기 화학식 1로 표시되는 화합물:Compound represented by Formula 1:

[화학식 1][Formula 1]

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

L1 및 L2는 각각 독립적으로 직접 결합 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6의 알킬렌기이며,L 1 and L 2 are each independently directly bonded or a substituted or unsubstituted C 1 to C 6 alkylene group,

R1 및 R2는 하기 화학식 2로 표시되는 치환기이고,R 1 and R 2 are substituents represented by the following formula (2),

X는 하기 화학식 3 내지 6으로 표시되는 치환기 중 어느 하나이며,X is any one of the substituents represented by the following formulas 3 to 6,

n은 1 내지 3 중 어느 하나의 정수이며,n is any integer from 1 to 3,

[화학식 2][Formula 2]

상기 화학식 2에서, In Formula 2,

*는 L1 또는 L2에 결합하는 위치이고,* is the position binding to L 1 or L 2 ,

[화학식 3][Formula 3]

상기 화학식 3에서,In Formula 3 above,

L3 내지 L6은 각각 독립적으로 직접 결합 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6의 알킬렌기이며,L 3 to L 6 are each independently directly bonded or a substituted or unsubstituted C 1 to C 6 alkylene group,

R31 내지 R38은 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6의 알킬기이고,R 31 to R 38 are each independently hydrogen or a substituted or unsubstituted C 1 to C 6 alkyl group,

Y1은 직접 결합, -O- 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6의 알킬렌기이며,Y 1 is a direct bond, -O-, or a substituted or unsubstituted C 1 to C 6 alkylene group,

*는 화학식 1의 산소 원자에 결합하는 위치이며,* is the position bonding to the oxygen atom of Formula 1,

[화학식 4] [Formula 4]

상기 화학식 4에서,In Formula 4 above,

Y2 내지 Y4는 각각 독립적으로 직접 결합, -O- 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6의 알킬렌기이고,Y 2 to Y 4 are each independently a direct bond, -O-, or a substituted or unsubstituted C 1 to C 6 alkylene group,

*는 화학식 1의 산소 원자에 결합하는 위치이며,* is the position bonding to the oxygen atom of Formula 1,

[화학식 5] [Formula 5]

상기 화학식 5에서,In Formula 5 above,

Y5 및 Y6는 직접 결합, -N-, -O-, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 알케닐렌기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 알키닐렌기이고,Y 5 and Y 6 are a direct bond, -N-, -O-, a substituted or unsubstituted C 1 to C 6 alkylene group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 10 alkenylene group, or a substituted or unsubstituted alkenylene group. It is an alkynylene group of C 2 to C 10 ,

R41 내지 R44는 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6의 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C6의 알케닐기이며,R 41 to R 44 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C 1 to C 6 alkyl group, or a substituted or unsubstituted C 2 to C 6 alkenyl group,

*는 화학식 1의 산소 원자에 결합하는 위치이며,* is the position bonding to the oxygen atom of Formula 1,

[화학식 6][Formula 6]

상기 화학식 6에서,In Formula 6 above,

L7 내지 L12는 각각 독립적으로 -O-, 직접 결합 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6의 알킬렌기이고,L 7 to L 12 are each independently -O-, a direct bond, or a substituted or unsubstituted C 1 to C 6 alkylene group,

Y7은 직접 결합, -*, -O(R5), 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6의 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6의 알콕시기이며,Y 7 is a direct bond, -*, -O(R 5 ), a substituted or unsubstituted C 1 to C 6 alkyl group, or a substituted or unsubstituted C 1 to C 6 alkoxy group,

상기 R5는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C6의 알케닐기이고,R 5 is a substituted or unsubstituted C 2 to C 6 alkenyl group,

*는 화학식 1의 산소 원자에 결합하는 위치이며,* is the position bonding to the oxygen atom of Formula 1,

m 및 p는 0 또는 1의 정수이되, p가 1인 경우, Y7은 직접 결합이고, m은 1이다.m and p are integers of 0 or 1, but when p is 1, Y 7 is a direct bond, and m is 1.

본 발명이 제공하는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 양 말단에 환형 구조를 가지는 황산화물 치환기를 포함하고, 이와 동시에, 상기 양 말단에 위치한 환형의 황산화물 치환기를 연결하는 중심부를 포함하는 것이 특징으로, 이러한 화학 구조를 채용함으로써 비수 전해액의 첨가제로 적용 시 비수 전해액 내에서의 음이온의 안정적인 형성을 유도할 수 있고, 나아가 안정적인 SEI 층이 형성되도록 할 수 있다. 구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물들은 한 분자 내에 SOx(2≤x≤4) 작용기를 2개 이상 포함함으로써 효율적으로 피막 형성을 유도할 수 있다. 구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 충방전 시 전해액 내 비수계 용매보다 빨리 환원되어 부반응이 일어나기 전 LiSOx(2≤x≤4)를 포함하는 견고한 피막을 형성할 수 있고, 이를 통해 계면 저항 증가를 최소화할 뿐 아니라, 전극 표면이 노출되는 것을 방지하여 전극과 전해액 사이의 부반응을 억제할 수 있다. 그에 이어, 피막 붕괴로 인한 양극으로부터의 전이금속 용출을 효과적으로 제어할 수 있으며, 우수한 고온 저장 특성과 고온 사이클 특성을 가지면서도 배터리 팽윤 현상이 발생하지 않는 리튬 이차전지를 구현할 수 있다.The compound represented by the formula (1) provided by the present invention includes a sulfur oxide substituent having a cyclic structure at both ends, and at the same time, it is characterized by comprising a central portion connecting the cyclic sulfur oxide substituent groups located at both ends. , by adopting this chemical structure, it is possible to induce stable formation of anions in the non-aqueous electrolyte when applied as an additive to the non-aqueous electrolyte, and further to form a stable SEI layer. Specifically, the compounds represented by Formula 1 can efficiently induce film formation by containing two or more SO x (2≤x≤4) functional groups in one molecule. Specifically, the compound represented by Formula 1 is reduced faster than the non-aqueous solvent in the electrolyte during charging and discharging, and can form a solid film containing LiSOx (2≤x≤4) before side reactions occur, thereby increasing the interfacial resistance. In addition to minimizing the increase, side reactions between the electrode and the electrolyte can be suppressed by preventing the electrode surface from being exposed. Subsequently, the elution of transition metals from the positive electrode due to film collapse can be effectively controlled, and a lithium secondary battery can be implemented that has excellent high-temperature storage characteristics and high-temperature cycling characteristics while preventing battery swelling.

또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 독성으로 인한 문제가 적은 환상 황산화물 유도체 화합물로서, 상기 화합물이 비수 전해액에 포함되는 경우, 얇고 안정한 SEI 층이 형성되어 고온 저장 특성과 고온 사이클 특성이 우수한 리튬 이차전지를 제공할 수 있다. 한편, 종래의 사용 첨가제인 1,3-프로판 설톤(PS)의 경우 독성으로 사용이 제한되고, 작용기를 도입하기 위한 합성법을 개발하는 것이 어려운 반면에, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 양 말단에 환형의 황산화물 구조를 포함함과 동시에, 양 말단에 위치한 환형의 황산화물 구조의 2번 또는 3번 탄소 위치가 치환되어 연결부를 통해 서로 연결되는 구조를 가지므로, 1,3-프로판 설톤과 달리 독성이 낮고, 상대적으로 합성이 용이하기 대문에 공정 비용을 절감하는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 종래의 전해액 첨가제로 알려진 에틸렌 설페이트보다 보관 안정성이 우수하고, 에틸렌 설페이트를 사용함으로써 야기되는 여러 부반응 및 가스 발생을 저감시킬 수 있다.In addition, the compound represented by Formula 1 is a cyclic sulfur oxide derivative compound that has few problems due to toxicity. When the compound is included in a non-aqueous electrolyte solution, a thin and stable SEI layer is formed, resulting in lithium having excellent high-temperature storage characteristics and high-temperature cycling characteristics. A secondary battery can be provided. Meanwhile, in the case of 1,3-propane sultone (PS), a conventional additive, use is limited due to toxicity, and it is difficult to develop a synthesis method to introduce a functional group, whereas the compound represented by Formula 1 of the present invention has a positive Since it contains a cyclic sulfur oxide structure at the terminal and has a structure in which the 2nd or 3rd carbon positions of the cyclic sulfur oxide structure located at both ends are substituted and connected to each other through a linkage, 1,3-propane sultone Unlike , it has low toxicity and is relatively easy to synthesize, so it can achieve the effect of reducing process costs. In addition, the compound represented by Formula 1 of the present invention has better storage stability than ethylene sulfate, known as a conventional electrolyte additive, and can reduce various side reactions and gas generation caused by using ethylene sulfate.

한편, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 환원 전위가 0.5eV 이상으로 비수계 용매보다 환원 전위가 높아 셀 구동 조건에서 먼저 분해되어 견고한 피막을 형성할 수 있으며, 환원 전위는 DFT 계산법을 적용한 가우시안 09 프로그램 패키지(Gaussian 09 Revision C.01, Gaussian Inc., Wallingford, CT, 2009)를 이용하여 아래의 방법으로 측정할 수 있다.On the other hand, the compound represented by Formula 1 has a reduction potential of 0.5 eV or more, which is higher than that of non-aqueous solvents, so it can be decomposed first under cell driving conditions to form a solid film, and the reduction potential is calculated using the Gaussian 09 program using the DFT calculation method. It can be measured using the package (Gaussian 09 Revision C.01, Gaussian Inc., Wallingford, CT, 2009) using the method below.

1) 환원되기 전 상태에서 화합물의 안정한 구조 에너지(Eneut), 환원된 상태에서 화합물의 안정한 구조 에너지(Ered)를 계산한다.1) Calculate the stable structural energy of the compound in the pre-reduced state (E neut ) and the stable structural energy of the compound in the reduced state (E red ).

2) Eneut-Ered-1.45eV를 환원 안정성 값으로 정의한다.2) E neut -E red -1.45eV is defined as the reduction stability value.

3) 이 때, 구조 안정화 계산은 PCM(Polarizable Continuum Model) 방법을 적용한 상태에서 수행한다.3) At this time, the structural stability calculation is performed by applying the PCM (Polarizable Continuum Model) method.

본 발명의 일 실시에에 따르면, 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 하기 화학식 2로 표시되는 치환기일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, R 1 and R 2 may each independently be a substituent represented by the following formula (2).

[화학식 2][Formula 2]

상기 화학식 2에서, *는 L1 또는 L2에 결합하는 위치이다.In Formula 2, * is a position that binds to L 1 or L 2 .

상기 화학식 2의 치환기가 화학식 1의 R1 및 R2에 치환되었을 때, 전체적인 화합물의 구조적 안정성이 우수하면서도, 비수 전해액 첨가제로서의 기능을 원활하게 수행할 수 있다. 상기 화학식 2의 치환기 구조에서 “*”은 화학식 1의 L1 및 L2와 연결되는 위치로서, 상기 화학식 2의 치환기 구조의 3번(감마) 탄소 위치에서 화학식 1의 L1 및 L2와 연결될 수 있고, 이 경우 구조적 안정성 및 합성 용이성 측면에서 바람직할 수 있다.When the substituent of Formula 2 is substituted for R 1 and R 2 of Formula 1, the overall structural stability of the compound is excellent, and it can smoothly perform the function as an additive for a non-aqueous electrolyte solution. In the substituent structure of Formula 2, “*” is a position connected to L1 and L2 of Formula 1, and can be connected to L1 and L2 of Formula 1 at the 3rd (gamma) carbon position of the substituent structure of Formula 2, and In this case, it may be desirable in terms of structural stability and ease of synthesis.

또한, 상기 화학식 2의 화합물 구조의 3번(감마) 위치에 연결됨으로써, 물질의 독성을 저감시킬 수 있는 이점이 있다. 구체적으로, 기존에 사용되었던 첨가제인 1,3-propane sultone(PS)는 발암성 및 경구, 경피를 통한 급성 독성을 가지고 있으므로, 상기 첨가제의 사용에 제한이 있었다. 상기 PS의 독성이 발현되는 메커니즘을 살펴보면, 상기 PS가 H20, Alcohol, Phenol, Thiol 및 Amine 등으로 이루어진 군에서 선택될 수 있는 1종 이상의 친핵체(Nucleophile)와 함께 존재하는 경우, 상기 PS의 고리형 구조의 3번 위치의 탄소가 개환 반응을 하여 강한 산성을 띄는 3-hydroxy-1-Propanesulfonic Acid (HPSA)의 짝염기인 3-hydroxy-1-Propanesulfonate 구조를 가지게 된다. 또한, 상기 HPSA는 DNA와 반응성이 있으므로 강한 유전 독성 및 발암의 가능성이 있는 것으로 확인되고 있다. 따라서, 상기 1,3-프로판 설톤(PS)의 고리형 구조의 3번 위치는 친핵성 공격(Nucleophilic Attack)에 민감하므로, 본 발명의 화학식 2로 표시되는 화합물과 같이 상기 3번 위치에 치환기를 결합시킴으로써, 상기 친핵성 공격에 의한 반응성을 급격하게 감소시킬 수 있고, 이를 통해 독성을 저감시킬 수 있다.In addition, by being connected to the 3 (gamma) position of the compound structure of Formula 2, there is an advantage in reducing the toxicity of the material. Specifically, 1,3-propane sultone (PS), a previously used additive, is carcinogenic and has acute toxicity through oral and transdermal routes, so there were restrictions on the use of this additive. Looking at the mechanism by which the toxicity of PS is expressed, when the PS exists together with one or more nucleophiles that can be selected from the group consisting of H 2 O, Alcohol, Phenol, Thiol, and Amine, the PS The carbon at position 3 of the ring-shaped structure undergoes a ring-opening reaction to form 3-hydroxy-1-Propanesulfonate, the conjugate base of the highly acidic 3-hydroxy-1-Propanesulfonic Acid (HPSA). In addition, since the HPSA is reactive with DNA, it has been confirmed to have strong genotoxicity and the possibility of carcinogenesis. Therefore, since the 3rd position of the cyclic structure of 1,3-propane sultone (PS) is sensitive to nucleophilic attack, a substituent is added to the 3rd position, such as the compound represented by Formula 2 of the present invention. By binding, the reactivity due to the nucleophilic attack can be drastically reduced, thereby reducing toxicity.

상기 화학식 1로 표시되는 화합물에서, 상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로 직접 결합, 메틸렌기 또는 에틸렌기일 수 있고, 구체적으로, 메틸렌기일 수 있다. 상기 L1 및 L2가 메틸렌기일 때, 화합물의 합성이 용이하고, 합성 후의 화합물 분해를 억제할 수 있다.In the compound represented by Formula 1, L 1 and L 2 may each independently be a direct bond, a methylene group, or an ethylene group, and specifically, a methylene group. When L 1 and L 2 are methylene groups, synthesis of the compound is easy and decomposition of the compound after synthesis can be suppressed.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1에서 “X”는 화학식 3 내지 6으로 표시되는 치환기 중 어느 하나이며, 상기 X는 양 말단에 환형 구조를 가지는 황산화물을 연결시켜주는 연결부 역할을 할 수 있다. 상기 화학식 3 내지 6으로 표시되는 연결부는 양 말단에 환형 황산화물이 합성하는 과정에서, 상기 할로겐 원소가 떨어져 나옴과 동시에 산소 원자가 결합함으로써, 양 말단에 상기 환형 황산화물을 연결시킬 수 있다. 또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 화학식 3 내지 6으로 표시되는 연결부를 포함함으로써, 활성산소를 스캐벤지(Scavenge)할 수 있고, 기존보다 견고한 SEI를 형성할 수 있으므로, 기존 PS에 비해 구조 안정성 및 합성 용이성이 상당히 개선될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, in Formula 1, “X” is any one of the substituents represented by Formulas 3 to 6, and the You can. The connecting portions represented by Formulas 3 to 6 can connect the cyclic sulfur oxide to both ends by removing the halogen element and combining the oxygen atom at the same time during the synthesis of the cyclic sulfur oxide. In addition, the compound represented by Formula 1 includes a connecting portion represented by Formulas 3 to 6, so that it can scavenge active oxygen and form a stronger SEI than before, so it has a stronger structure than existing PS. Stability and ease of synthesis can be significantly improved.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화학식 3에서, 상기 Y1은 직접 결합, -O- 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C3의 알킬렌기일 수 있다. 또한, 상기 화학식 3은 하기 화학식 3-a 내지 3-d로 표시되는 치환기 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 상기 화학식 3으로 표시되는 치환기는 규소(Si) 원자를 포함함으로써, 음극 표면에 부분적으로 생성된 산소에 의한 유도 효과를 일으켜, SEI 층을 잘 형성할 수 있는 환경을 조성할 수 있으며, 산화 환원 반응의 부산물로 생성된 음이온들을 캡쳐해줌으로써 부반응을 억제하고, 구조 안정성 증가에 기여할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, in Formula 3, Y 1 may be a direct bond, -O-, or a substituted or unsubstituted alkylene group of C 1 to C 3 . Additionally, Formula 3 may be any one of the substituents represented by Formulas 3-a to 3-d below. In addition, the substituent represented by Formula 3 includes a silicon (Si) atom, thereby causing an inductive effect due to oxygen partially generated on the surface of the cathode, creating an environment in which an SEI layer can be well formed, and oxidation By capturing the anions generated as by-products of the reduction reaction, side reactions can be suppressed and contributing to increased structural stability.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 화학식 4에서, 상기 Y2 내지 Y4는 각각 독립적으로 직접 결합, -O- 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C3의 알킬렌기이되, 상기 Y2 및 Y3이 -O-인 경우, Y4는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C3의 알킬렌기일 수 있고, 상기 화학식 4는 하기 화학식 4-a 내지 4-f로 표시되는 치환기 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 화학식 4로 표시되는 치환기는 분자에 많은 설포네이트(Sulfonate)를 도입하여 견고한 SEI 층을 잘 형성할 수 있게 하여 전지 안정성 증가에 기여할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, in Formula 4, Y 2 to Y 4 are each independently a direct bond, -O-, or a substituted or unsubstituted C 1 to C 3 alkylene group, wherein Y 2 and When Y 3 is -O-, Y 4 may be a substituted or unsubstituted alkylene group of C 1 to C 3 , and Formula 4 may be any one of the substituents represented by the following Formulas 4-a to 4-f. You can. In addition, the substituent represented by Formula 4 can contribute to increasing battery stability by introducing a large amount of sulfonate into the molecule, thereby enabling the formation of a strong SEI layer.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 화학식 5에서, 상기 Y5가 -N- 또는 -O-인 경우, Y6는 직접 결합일 수 있다. 또한, 상기 화학식 5는 하기 화학식 5-a 내지 5-j로 표시되는 치환기 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 화학식 5로 표시되는 화합물은 분자에 많은 에스테르를 도입하여 전해액을 환원시키는 라디칼 음이온을 스캔빈지하는 역할을 할 수 있고, 견고한 SEI 층을 잘 형성할 수 있게 하여 전지의 안정성을 증가시킬 수 있다.According to one embodiment of the present invention, in Formula 5, when Y 5 is -N- or -O-, Y 6 may be a direct bond. Additionally, Formula 5 may be any one of the substituents represented by Formulas 5-a to 5-j below. In addition, the compound represented by Formula 5 can play a role in suppressing radical anions that reduce the electrolyte solution by introducing many esters into the molecule, and can increase the stability of the battery by enabling the formation of a solid SEI layer. .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화학식 6에서, L7, L8, L11 및 L12는 각각 독립적으로 직접 결합 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C3의 알킬렌기일 수 있다. 또한, 상기 화학식 6은 하기 화학식 6-a 내지 6-i로 표시되는 치환기 중 어느 하나일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, in Formula 6, L 7 , L 8 , L 11 and L 12 may each independently be directly bonded or a substituted or unsubstituted C 1 to C 3 alkylene group. Additionally, Formula 6 may be any one of the substituents represented by Formulas 6-a to 6-i below.

상기 화학식 6으로 표시되는 치환기는 비닐기를 함유할 수 있데, 이 경우 상기 비닐기를 통해 자유 라디칼 중합 반응이 일어날 수 있어, 피막을 형성하고 전해질의 분해를 감소시킬 수 있다.The substituent represented by Formula 6 may contain a vinyl group. In this case, a free radical polymerization reaction may occur through the vinyl group, forming a film and reducing decomposition of the electrolyte.

또한, 상기 화학식 6으로 표시되는 치환기는 인 원자와 산소 원자가 연결된 구조를 포함할 수 있는데, 상기 구조는 전지 작동 중 비수계 용매, 예를 들어, 카보네이트 용매이 분해에 의해 가스가 발생하고 전지가 부푸는 스웰링 현상을 억제하는 역할을 할 수 있다.In addition, the substituent represented by Formula 6 may include a structure in which a phosphorus atom and an oxygen atom are connected, and the structure generates gas and causes the battery to swell due to decomposition of a non-aqueous solvent, for example, a carbonate solvent, during battery operation. It can play a role in suppressing the swelling phenomenon.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-a 내지 1-d로 표시되는 화합물일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the compound represented by Formula 1 may be a compound represented by the following Formulas 1-a to 1-d.

[화학식 1-a][Formula 1-a]

[화학식 1-b][Formula 1-b]

[화학식 1-c][Formula 1-c]

[화학식 1-d][Formula 1-d]

상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 상기에서 바람직한 것으로 기재한 구조를 갖는 경우, 기존에 사용되던 첨가제 대비 적은 함량으로도 저항이 낮으면서도 안정적인 SEI 층을 형성할 수 있다는 장점이 있다.When the compound represented by Formula 1 has the structure described above as preferable, it has the advantage of being able to form a stable SEI layer with low resistance even with a small amount compared to conventionally used additives.

비수 전해액non-aqueous electrolyte

(1) 비수 전해액 첨가제(1) Non-aqueous electrolyte additive

본 발명은 앞서 설명한 화합물을 포함하는 비수 전해액 첨가제를 제공한다. 본 발명의 비수 전해액 첨가제는 앞서 설명한 화학식 1로 표시되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 포함할 수 있으며, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 이외에도 비수 전해액의 첨가제로 사용되는 다른 첨가제를 함께 포함할 수 있다.The present invention provides a non-aqueous electrolyte additive containing the compounds described above. The non-aqueous electrolyte solution additive of the present invention may include one or two or more types of compounds represented by Formula 1 described above, and in addition to the compounds represented by Formula 1, it may also include other additives used as additives for non-aqueous electrolyte solutions. .

본 발명은 상기 비수 전해액 첨가제, 리튬염 및 비수계 용매를 포함하는 비수 전해액을 제공한다. 상기 비수 전해액 첨가제는 앞서 설명한 바와 같으며, 상기 비수 전해액 첨가제는 비수 전해액 전체 중량을 기준으로 하여 0.01 중량% 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 3 중량%, 특히 바람직하게는 0.5 중량% 내지 2 중량%로 포함될 수 있다. 첨가제가 상술한 범위 내로 포함될 경우, 부반응에 의한 성능 저하를 최대한 억제하면서, 방전 안정성 및 충방정 효율 개선을 극대화할 수 있다.The present invention provides a non-aqueous electrolyte solution containing the non-aqueous electrolyte additive, a lithium salt, and a non-aqueous solvent. The non-aqueous electrolyte additive is as described above, and the non-aqueous electrolyte additive is 0.01% by weight to 5% by weight, preferably 0.1% by weight to 3% by weight, particularly preferably 0.5% by weight, based on the total weight of the nonaqueous electrolyte solution. It may be included in 2 to 2% by weight. When the additive is included within the above-mentioned range, performance degradation due to side reactions can be suppressed as much as possible, while improvement in discharge stability and charging and discharging efficiency can be maximized.

(2) 비수계 용매 (2) Non-aqueous solvent

본 발명의 비수 전해액은 상기 리튬염과 첨가제를 용해시키기 위한 비수계 용매를 포함한다. 구체적으로, 상기 비수계 용매로는 환형 카보네이트계 유기용매, 선형 카보네이트계 유기용매, 환형 에스테르계 유기용매 및 선형 에스테르계 유기용매로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상이 사용될 수 있으며, 특히 환형 카보네이트계 유기용매, 선형 카보네이트계 유기용매 또는 이들의 혼합 유기용매가 사용될 수 있다.The non-aqueous electrolyte solution of the present invention includes a non-aqueous solvent for dissolving the lithium salt and additives. Specifically, the non-aqueous solvent may be one or more selected from the group consisting of cyclic carbonate-based organic solvents, linear carbonate-based organic solvents, cyclic ester-based organic solvents, and linear ester-based organic solvents. In particular, cyclic carbonate-based organic solvents may be used. A solvent, a linear carbonate-based organic solvent, or a mixed organic solvent thereof may be used.

상기 환형 카보네이트계 유기용매는 고점도의 유기용매로서 유전율이 높아 전해질 내의 리튬염을 잘 해리시킬 수 있는 유기용매로서, 그 구체적인 예로 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 1,2-부틸렌 카보네이트, 2,3-부틸렌 카보네이트, 1,2-펜틸렌 카보네이트, 2,3-펜틸렌 카보네이트 및 비닐렌 카보네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 유기용매를 포함할 수 있으며, 이 중에서도 에틸렌 카보네이트를 포함할 수 있다.The cyclic carbonate-based organic solvent is a high-viscosity organic solvent that has a high dielectric constant and can easily dissociate lithium salts in the electrolyte. Specific examples include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), and 1,2-butylene. It may contain at least one organic solvent selected from the group consisting of carbonate, 2,3-butylene carbonate, 1,2-pentylene carbonate, 2,3-pentylene carbonate, and vinylene carbonate, and among these, ethylene carbonate. may include.

상기 선형 카보네이트계 유기용매는 저점도 및 저유전율을 가지는 유기용매로서, 그 대표적인 예로 디메틸 카보네이트(dimethyl carbonate, DMC), 디에틸 카보네이트(diethyl carbonate, DEC), 디프로필 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트(EMC), 메틸프로필 카보네이트 및 에틸프로필 카보네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 유기용매를 사용할 수 있으며, 구체적으로 에틸메틸 카보네이트(EMC)를 포함할 수 있다.The linear carbonate-based organic solvent is an organic solvent having low viscosity and low dielectric constant, and representative examples include dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate, and ethylmethyl carbonate (EMC). , at least one organic solvent selected from the group consisting of methylpropyl carbonate and ethylpropyl carbonate may be used, and may specifically include ethylmethyl carbonate (EMC).

상기 환형 카보네이트계 유기용매 및/또는 선형 카보네이트계 유기용매에 더하여, 이온 전도율을 더욱 높이기 위해 선형 에스테르계 유기용매 및 환형 에스테르계 유기용매로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 에스테르계 유기용매를 추가로 포함시킬 수도 있다.In addition to the cyclic carbonate-based organic solvent and/or linear carbonate-based organic solvent, at least one ester-based organic solvent selected from the group consisting of linear ester-based organic solvent and cyclic ester-based organic solvent is further included to further increase ionic conductivity. You can also do it.

이러한 선형 에스테르계 유기용매는 그 구체적인 예로 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 메틸 프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, 프로필 프로피오네이트 및 부틸 프로피오네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 유기용매를 들 수 있다.Specific examples of such linear ester organic solvent include at least one organic solvent selected from the group consisting of methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, and butyl propionate. I can hear it.

또한, 상기 환형 에스테르계 유기용매로는 γ-부티로락톤, γ-발레로락톤, γ-카프로락톤, α-발레로락톤 및 ε-카프로락톤으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 유기용매를 들 수 있다.In addition, the cyclic ester organic solvent includes at least one organic solvent selected from the group consisting of γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ-caprolactone, α-valerolactone, and ε-caprolactone. You can.

상술한 유기용매 이외에도, 필요에 따라 리튬 이차전지용 비수 전해액에 통상적으로 사용되는 유기용매를 제한 없이 추가하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 에테르계 유기용매, 아미드계 유기용매 및 니트릴계 유기용매 중 적어도 하나 이상의 유기용매를 추가로 포함할 수도 있다.In addition to the organic solvents described above, organic solvents commonly used in non-aqueous electrolytes for lithium secondary batteries can be added and used without limitation, if necessary. For example, it may further include at least one organic solvent selected from the group consisting of an ether-based organic solvent, an amide-based organic solvent, and a nitrile-based organic solvent.

(3) 리튬염(3) Lithium salt

본 발명의 비수 전해액은 리튬염을 포함한다. 상기 리튬염은 전해액 내 리튬 이온을 제공하기 위한 구성으로, 통상적으로 리튬 이차전지의 비수 전해액에 사용되는 것이라면 특별한 제한 없이 사용될 수 있다.The non-aqueous electrolyte solution of the present invention contains lithium salt. The lithium salt is configured to provide lithium ions in the electrolyte solution, and can be used without particular restrictions as long as it is typically used in the non-aqueous electrolyte solution of lithium secondary batteries.

예컨대, 양이온으로 Li+를 포함하고, 이의 반대 이온으로는 F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, N(CN)2 -, BF4 -, ClO4 -, B10Cl10 -, AlCl4 -, AlO4 -, PF6 -, CF3SO3 -, CH3CO2 -, CF3CO2 -, AsF6 -, SbF6 -, CH3SO3 -, (CF3CF2SO2)2N-, (CF3SO2)2N-, (FSO2)2N-, BF2C2O4 -, BC4O8 -, PF4C2O4 -, PF2C4O8 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, C4F9SO3 -, CF3CF2SO3 -, CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, CF3(CF2)7SO3- 및 SCN-로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 것을 리튬염으로 사용할 수 있다.For example, it includes Li + as a cation, and its counter ions include F - , Cl - , Br - , I - , NO 3 - , N(CN) 2 - , BF 4 - , ClO 4 - , B 10 Cl 10 - , AlCl 4 - , AlO 4 - , PF 6 - , CF 3 SO 3 - , CH 3 CO 2 - , CF 3 CO 2 - , AsF 6 - , SbF 6 - , CH 3 SO 3 - , (CF 3 CF 2 SO 2 ) 2 N - , (CF 3 SO 2 ) 2 N - , (FSO 2 ) 2 N - , BF 2 C 2 O 4 - , BC 4 O 8 - , PF 4 C 2 O 4 - , PF 2 C 4 O 8 - , (CF 3 ) 2 PF 4 - , (CF 3 ) 3 PF 3 - , (CF 3 ) 4 PF 2 - , (CF 3 ) 5 PF - , (CF 3 ) 6 P - , C 4 F 9 SO 3 - , CF 3 CF 2 SO 3 - , CF 3 CF 2 (CF 3 ) 2 CO - , (CF 3 SO 2 ) 2 CH - , CF 3 (CF 2 ) 7 SO 3- and SCN - A lithium salt containing one or more selected from the group consisting of can be used.

더욱 구체적으로, 상기 리튬염은 LiCl, LiBr, LiI, LiBF4, LiClO4, LiB10Cl10, LiAlCl4, LiAlO4, LiPF6, LiCF3SO3, LiCH3CO2, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiCH3SO3, LiFSI (Lithium bis(fluorosulfonyl)imide, LiN(SO2F)2), LiBETI (lithium bisperfluoroethanesulfonimide, LiN(SO2CF2CF3)2 및 LiTFSI (lithium (bis)trifluoromethanesulfonimide, LiN(SO2CF3)2)로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상을 포함할 수 있다.More specifically, the lithium salt is LiCl, LiBr, LiI, LiBF 4 , LiClO 4 , LiB 10 Cl 10 , LiAlCl 4 , LiAlO 4 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiCH 3 CO 2 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiCH 3 SO 3 , LiFSI (Lithium bis(fluorosulfonyl)imide, LiN(SO 2 F) 2 ), LiBETI (lithium bisperfluoroethanesulfonimide, LiN(SO 2 CF 2 CF 3 ) 2 and LiTFSI (lithium (bis) It may include one or more selected from the group consisting of trifluoromethanesulfonimide, LiN(SO 2 CF 3 ) 2 ).

비수 전해액 내 리튬염의 농도는 통상적으로 허용되는 범위 내에서 목적하는 바에 따라 적절히 조절될 수 있으며, 예컨대 0.5 M 내지 5.0 M일 수 있고, 구체적으로는 0.8 M 내지 4.0 M 또는 1.0 M 내지 3.0 M 일 수 있다. 리튬염의 농도가 지나치게 낮은 경우에는 리튬 이온의 이동성이 떨어져서 리튬 이차전지의 출력이나 사이클 특성이 떨어질 수 있고, 리튬염의 농도가 지나치게 높은 경우에는 비수 전해액의 점도가 증가하여 전해액의 함침성이 저하될 수 있다.The concentration of lithium salt in the non-aqueous electrolyte solution can be appropriately adjusted depending on the purpose within a generally acceptable range, for example, it may be 0.5 M to 5.0 M, specifically 0.8 M to 4.0 M or 1.0 M to 3.0 M. there is. If the concentration of lithium salt is too low, the mobility of lithium ions may decrease, which may reduce the output or cycle characteristics of the lithium secondary battery. If the concentration of lithium salt is too high, the viscosity of the non-aqueous electrolyte may increase and the impregnability of the electrolyte may decrease. there is.

(4) 기타 전해질 첨가제(4) Other electrolyte additives

본 발명의 비수 전해액은 고출력의 환경에서 비수 전해액이 분해되어 음극 붕괴가 유발되는 것을 방지하거나, 저온 고율방전 특성, 고온 안정성, 과충전 방지, 고온에서의 전지 팽창 억제 효과 등을 더욱 향상시키기 위하여, 필요에 따라 상기 비수 전해액 내에 SEI 형성용 첨가제들을 추가로 포함할 수 있다.The non-aqueous electrolyte of the present invention is necessary to prevent the non-aqueous electrolyte from decomposing in a high-power environment and causing cathode collapse, or to further improve low-temperature high-rate discharge characteristics, high-temperature stability, overcharge prevention, and battery expansion suppression at high temperatures. Accordingly, additives for SEI formation may be additionally included in the non-aqueous electrolyte solution.

이러한 SEI 형성용 첨가제는 그 대표적인 예로 환형 카보네이트계 화합물, 할로겐 치환된 카보네이트계 화합물, 설톤계 화합물, 설페이트계 화합물, 포스페이트계 화합물, 보레이트계 화합물, 데칸니트릴 및 1,4-디시아노-2-부텐 이외의 니트릴계 화합물, 벤젠계 화합물, 아민계 화합물, 실란계 화합물 및 리튬염계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 SEI막 형성용 첨가제를 포함할 수 있다.Representative examples of such additives for forming SEI include cyclic carbonate-based compounds, halogen-substituted carbonate-based compounds, sultone-based compounds, sulfate-based compounds, phosphate-based compounds, borate-based compounds, decannitrile, and 1,4-dicyano-2-butene. In addition, it may include at least one additive for forming an SEI film selected from the group consisting of nitrile-based compounds, benzene-based compounds, amine-based compounds, silane-based compounds, and lithium salt-based compounds.

상기 환형 카보네이트계 화합물은 비닐렌카보네이트(VC) 또는 비닐에틸렌 카보네이트를 들 수 있으며, 비수 전해액 전체 중량을 기준으로 3 중량% 이하로 포함할 수 있다. 상기 전해질 중에 환형 카보네이트계 화합물의 함량이 3 중량%를 초과하는 경우, 셀 팽윤 억제 성능이 열화될 수 있다.The cyclic carbonate-based compound may include vinylene carbonate (VC) or vinylethylene carbonate, and may be included in an amount of 3% by weight or less based on the total weight of the non-aqueous electrolyte solution. If the content of the cyclic carbonate-based compound in the electrolyte exceeds 3% by weight, cell swelling inhibition performance may be deteriorated.

상기 할로겐 치환된 카보네이트계 화합물은 플루오로에틸렌 카보네이트(FEC)를 들 수 있으며, 이는 전해질 전체 중량을 기준으로 5 중량% 이하로 포함할 수 있다. 상기 전해질 중에 할로겐 치환된 카보네이트계 화합물의 함량이 5 중량%를 초과하는 경우, 셀 팽윤 성능이 열화될 수 있다.The halogen-substituted carbonate-based compound may include fluoroethylene carbonate (FEC), which may be included in an amount of 5% by weight or less based on the total weight of the electrolyte. If the content of the halogen-substituted carbonate-based compound in the electrolyte exceeds 5% by weight, cell swelling performance may be deteriorated.

상기 설톤계 화합물은 1,3-프로판 설톤(PS), 1,4-부탄 설톤, 에텐설톤, 1,3-프로펜 설톤(PRS), 1,4-부텐 설톤 및 1-메틸-1,3-프로펜 설톤으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 화합물을 들 수 있다.The sultone-based compounds include 1,3-propane sultone (PS), 1,4-butane sultone, ethenesultone, 1,3-propene sultone (PRS), 1,4-butene sultone, and 1-methyl-1,3 -At least one compound selected from the group consisting of propene sultone.

상기 설톤계 화합물은 비수 전해액 전체 중량을 기준으로 0.3 중량% 내지 5 중량%, 구체적으로 1 중량% 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 상기 전해질 중에 설톤계 화합물의 함량이 5 중량%를 초과하는 경우, 전극 표면에 지나치게 두꺼운 피막이 형성되어 저항 증가와 출력 열화가 발생할 수 있고, 전해질 중 과량의 첨가제의 의한 저항이 증가되어, 출력 특성이 열화될 수 있다.The sultone-based compound may be included in an amount of 0.3% by weight to 5% by weight, specifically 1% by weight to 5% by weight, based on the total weight of the non-aqueous electrolyte solution. If the content of the sultone-based compound in the electrolyte exceeds 5% by weight, an excessively thick film may be formed on the electrode surface, which may cause increased resistance and deterioration of output, and the resistance due to excessive additives in the electrolyte may increase, reducing the output characteristics. It may deteriorate.

상기 설페이트계 화합물은 에틸렌 설페이트(Ethylene Sulfate; Esa), 트리메틸렌설페이트 (Trimethylene sulfate; TMS), 또는 메틸트리메틸렌설페이트 (Methyl trimethylene sulfate; MTMS)을 들 수 있으며, 전해질 전체 중량을 기준으로 5 중량% 이하로 포함될 수 있다.The sulfate-based compound may include ethylene sulfate (Esa), trimethylene sulfate (TMS), or methyl trimethylene sulfate (MTMS), and is contained at 5% by weight based on the total weight of the electrolyte. It may be included below.

상기 포스페이트계 화합물은 리튬 디플루오로(비스옥살라토)포스페이트, 리튬 디플루오로포스페이트, 테트라메틸 트리메틸 실릴 포스페이트, 트리메틸 실릴 포스파이트, 트리스(2,2,2-트리플루오로에틸)포스페이트 및 트리스(트리플루오로에틸) 포스파이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물을 들 수 있으며, 전해질 전체 중량을 기준으로 5 중량% 이하로 포함될 수 있다.The phosphate-based compounds include lithium difluoro(bisoxalato)phosphate, lithium difluorophosphate, tetramethyl trimethyl silyl phosphate, trimethyl silyl phosphite, tris(2,2,2-trifluoroethyl)phosphate, and tris. One or more compounds selected from the group consisting of (trifluoroethyl) phosphite may be included, and may be included in an amount of 5% by weight or less based on the total weight of the electrolyte.

상기 보레이트계 화합물은 테트라페닐보레이트, 리튬 옥살릴디플루오로보레이트를 들 수 있으며, 전해질 전체 중량을 기준으로 5 중량% 이하로 포함될 수 있다.The borate-based compound may include tetraphenyl borate and lithium oxalyldifluoroborate, and may be included in an amount of 5% by weight or less based on the total weight of the electrolyte.

상기 니트릴계 화합물은 데칸니트릴 (DN) 및 1,4-디시아노-2-부텐 (DCB) 이외의 니트릴계 화합물로서, 그 대표직인 예로 숙시노니트릴, 아디포니트릴, 아세토니트릴, 프로피오니트릴, 부티로니트릴, 발레로니트릴, 카프릴로니트릴, 헵탄니트릴, 사이클로펜탄 카보니트릴, 사이클로헥산 카보니트릴, 2-플루오로벤조니트릴, 4-플루오로벤조니트릴, 다이플루오로벤조니트릴, 트리플루오로벤조니트릴, 페닐아세토니트릴, 2-플루오로페닐아세토니트릴, 및 4-플루오로페닐아세토니트릴 및 1,3,6-헥산트리카보니트릴로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 화합물을 들 수 있다.The nitrile-based compounds are nitrile-based compounds other than decannitrile (DN) and 1,4-dicyano-2-butene (DCB), and representative examples thereof include succinonitrile, adiponitrile, acetonitrile, propionitrile, Butyronitrile, valeronitrile, caprylonitrile, heptanenitrile, cyclopentane carbonitrile, cyclohexane carbonitrile, 2-fluorobenzonitrile, 4-fluorobenzonitrile, difluorobenzonitrile, trifluorobenzonitrile , phenylacetonitrile, 2-fluorophenylacetonitrile, and at least one compound selected from the group consisting of 4-fluorophenylacetonitrile and 1,3,6-hexanetricarbonitrile.

상기 니트릴계 화합물은 비수 전해액 전체 중량을 기준으로 5 중량% 내지 8 중량%, 구체적으로 6 중량% 내지 8 중량%일 수 있다. 상기 전해질 중에 니트릴계 화합물의 함량이 8 중량%를 초과하는 경우, 전극 표면에 형성되는 피막 증가로 저항이 커져, 전지 성능이 열화될 수 있다.The nitrile-based compound may be 5% by weight to 8% by weight, specifically 6% by weight to 8% by weight, based on the total weight of the non-aqueous electrolyte solution. If the content of the nitrile-based compound in the electrolyte exceeds 8% by weight, resistance increases due to an increase in the film formed on the electrode surface, and battery performance may deteriorate.

상기 벤젠계 화합물은 플루오로벤젠을 들 수 있고, 상기 아민계 화합물은 트리에탄올아민 또는 에틸렌 디아민 등을 들 수 있으며, 상기 실란계 화합물로 테트라비닐실란을 들 수 있다.The benzene-based compound may include fluorobenzene, the amine-based compound may include triethanolamine or ethylene diamine, and the silane-based compound may include tetravinylsilane.

상기 리튬염계 화합물은 상기 비수 전해액에 포함되는 리튬염과 상이한 화합물로서, LiPO2F2, LiODFB, LiBOB(리튬 비스옥살레이토보레이트(LiB(C2O4)2) 및 LiBF4로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물을 들 수 있으며, 전해질 전체 중량을 기준으로 5 중량% 이하로 포함될 수 있다.The lithium salt-based compound is a compound different from the lithium salt contained in the non-aqueous electrolyte solution, and may include one or more compounds selected from the group consisting of LiPO2F2, LiODFB, LiBOB (lithium bisoxalate borate (LiB(C2O4)2), and LiBF4). and may be included in an amount of 5% by weight or less based on the total weight of the electrolyte.

이러한 SEI 형성용 첨가제 중, 비닐렌 카보네이트, 비닐에틸렌 카보네이트 또는 숙시노 니트릴 등을 추가로 포함하는 경우에 이차전지의 초기 활성화 공정시 음극 표면에 보다 견고한 SEI 피막을 형성할 수 있다.Among these additives for forming SEI, when vinylene carbonate, vinylethylene carbonate, or succino nitrile is additionally included, a more robust SEI film can be formed on the surface of the cathode during the initial activation process of the secondary battery.

상기 LiBF4를 포함하는 경우에는 고온시의 전해액의 분해로 인하여 생성될 수 있는 가스 발생을 억제하여, 이차전지의 고온 안정성을 향상시킬 수 있다.When LiBF4 is included, the high-temperature stability of the secondary battery can be improved by suppressing the generation of gas that may be generated due to decomposition of the electrolyte at high temperatures.

한편, 상기 SEI 형성용 첨가제들은 2 종 이상이 혼합되어 사용될 수 있으며, 비수 전해액 전체 중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 50 중량%, 구체적으로 0.01 중량% 내지 10 중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.05 중량% 내지 5 중량% 일 수 있다. 상기 SEI 형성용 첨가제의 함량이 0.01 중량% 보다 적으면 전지의 저온 출력 개선 및 고온 저장 특성 및 고온 수명 특성 개선의 효과가 미미하고, 상기 SEI 형성용 첨가제의 함량이 50 중량%를 초과하면 전지의 충방전시 전해액 내의 부반응이 과도하게 발생할 가능성이 있다. 특히, 상기 SEI 막 형성용 첨가제들이 과량으로 첨가될 시에 고온에서 충분히 분해되지 못하여, 상온에서 전해액 내에서 미반응물 또는 석출된 채로 존재하고 있을 수 있다. 이에 따라 이차전지의 수명 또는 저항특성이 저하되는 부반응이 발생될 수 있다.Meanwhile, the additives for forming SEI may be used in combination of two or more types, and may be included in an amount of 0.1% by weight to 50% by weight, specifically 0.01% by weight to 10% by weight, based on the total weight of the non-aqueous electrolyte. It may be 0.05% by weight to 5% by weight. If the content of the SEI-forming additive is less than 0.01% by weight, the effect of improving the low-temperature output and high-temperature storage characteristics and high-temperature lifespan characteristics of the battery is minimal, and if the content of the SEI-forming additive exceeds 50% by weight, the battery's There is a possibility that excessive side reactions within the electrolyte may occur during charging and discharging. In particular, when the additives for forming the SEI film are added in excessive amounts, they may not be sufficiently decomposed at high temperatures and may remain unreacted or precipitated in the electrolyte solution at room temperature. As a result, side reactions that reduce the lifespan or resistance characteristics of the secondary battery may occur.

리튬 이차전지Lithium secondary battery

본 발명의 또 다른 일 실시예에서는 본 발명의 비수 전해액을 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다.In another embodiment of the present invention, a lithium secondary battery containing the non-aqueous electrolyte solution of the present invention is provided.

본 발명이 제공하는 리튬 이차전지는 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 분리막이 순차적으로 적층되어 있는 전극 조립체를 형성하여 전지 케이스에 수납한 다음, 본 발명의 비수 전해액을 투입하여 제조할 수 있다.The lithium secondary battery provided by the present invention can be manufactured by forming an electrode assembly in which a positive electrode, a negative electrode, and a separator are sequentially stacked between the positive electrode and the negative electrode, storing it in a battery case, and then adding the non-aqueous electrolyte of the present invention.

본 발명의 리튬 이차전지에 포함되는 양극, 음극 및 분리막은 당 기술 분야에 알려진 통상적인 방법에 따라 제조되어 적용될 수 있으며, 구체적으로 후술하는 바와 같다.The positive electrode, negative electrode, and separator included in the lithium secondary battery of the present invention can be manufactured and applied according to conventional methods known in the art, as will be specifically described later.

(1) 양극(1) anode

상기 양극은 양극 집전체 상에 양극활물질, 바인더, 도전재 및 용매 등을 포함하는 양극 슬러리를 코팅한 다음, 건조 및 압연하여 제조할 수 있다.The positive electrode can be manufactured by coating a positive electrode slurry containing a positive electrode active material, binder, conductive material, and solvent on a positive electrode current collector, followed by drying and rolling.

상기 양극 집전체는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것일 수 있고, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것 등이 사용될 수 있다.The positive electrode current collector may be conductive without causing chemical changes in the battery, and may be, for example, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, or carbon, nickel, or carbon on the surface of aluminum or stainless steel. Those surface treated with titanium, silver, etc. can be used.

상기 양극 활물질은 리튬의 가역적인 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물로서, 구체적으로는 코발트, 망간, 니켈 또는 알루미늄과 같은 1종 이상의 금속과 리튬을 포함하는 리튬 복합금속 산화물을 포함할 수 있다.The positive electrode active material is a compound capable of reversible intercalation and deintercalation of lithium, and may specifically include a lithium composite metal oxide containing lithium and one or more metals such as cobalt, manganese, nickel, or aluminum. there is.

보다 구체적으로, 상기 리튬 복합금속 산화물은 리튬-망간계 산화물(예를 들면, LiMnO2, LiMn2O4 등), 리튬-코발트계 산화물(예를 들면, LiCoO2 등), 리튬-니켈계 산화물(예를 들면, LiNiO2 등), 리튬-니켈-망간계 산화물(예를 들면, LiNi1-YMnYO2(0<Y<1), LiMn2-zNizO4(0<Z<2), 리튬-니켈-코발트계 산화물(예를 들면, LiNi1-Y1CoY1O2(0<Y1<1), 리튬-망간-코발트계 산화물(예를 들면, LiCo1-Y2MnY2O2(0<Y2<1), LiMn2-z1Coz1O4(0<Z1<2), 리튬-니켈-망간-코발트계 산화물(예를 들면, Li(NipCoqMnr1)O2(0<p<1, 0<q<1, 0<r1<1, p+q+r1=1) 또는 Li(Nip1Coq1Mnr2)O4(0<p1<2, 0<q1<2, 0<r2<2, p1+q1+r2=2), 또는 리튬-니켈-코발트-전이금속(M) 산화물(예를 들면, Li(Nip2Coq2Mnr3Ms2)O2(M은 Al, Fe, V, Cr, Ti, Ta, Mg 및 Mo로 이루어지는 군으로부터 선택되고, p2, q2, r3 및 s2는 각각 독립적인 원소들의 원자분율로서, 0<p2<1, 0<q2<1, 0<r3<1, 0<s2<1, p2+q2+r3+s2=1이다) 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 화합물이 포함될 수 있다. 이 중에서도 전지의 사이클 특성 및 안정성을 높일 수 있다는 점에서 상기 리튬 복합금속 산화물은 LiCoO2, LiMnO2, LiNiO2, 리튬 니켈망간코발트 산화물(예를 들면, Li(Ni0.6Mn0.2Co0.2)O2,Li(Ni0.5Mn0.3Co0.2)O2, 또는 Li(Ni0.8Mn0.1Co0.1)O2 등), 또는 리튬 니켈코발트알루미늄 산화물(예를 들면, Li(Ni0.8Co0.15Al0.05)O2 등) 등일 수 있으며, 리튬 복합금속 산화물을 형성하는 구성원소의 종류 및 함량비 제어에 따른 개선 효과의 현저함을 고려할 때 상기 리튬 복합금속 산화물은 Li(Ni0.6Mn0.2Co0.2)O2, Li(Ni0.5Mn0.3Co0.2)O2, Li(Ni0.7Mn0.15Co0.15)O2 또는 Li(Ni0.8Mn0.1Co0.1)O2 등일 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.More specifically, the lithium composite metal oxide is lithium-manganese-based oxide (for example, LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , etc.), lithium-cobalt-based oxide (for example, LiCoO 2 , etc.), lithium-nickel-based oxide. (For example, LiNiO 2 , etc.), lithium-nickel-manganese oxide (For example, LiNi 1-Y Mn Y O 2 (0<Y<1), LiMn 2-z Ni z O 4 (0<Z <2), lithium-nickel-cobalt-based oxide (for example, LiNi 1-Y1 Co Y1 O 2 (0<Y1<1), lithium-manganese-cobalt-based oxide (for example, LiCo 1-Y2 Mn Y2 O 2 (0<Y2<1), LiMn 2-z1 Co z1 O 4 (0<Z1<2), lithium-nickel-manganese-cobalt oxide (for example, Li(Ni p Co q Mn r1 )O 2 (0<p<1, 0<q<1, 0<r1<1, p+q+r1=1) or Li(Ni p1 Co q1 Mn r2 )O 4 (0<p1<2, 0<q1 <2, 0<r2<2, p1+q1+r2=2), or lithium-nickel-cobalt-transition metal (M) oxide (for example, Li(Ni p2 Co q2 Mn r3 M s2 )O 2 ( M is selected from the group consisting of Al, Fe, V, Cr, Ti, Ta, Mg and Mo, and p2, q2, r3 and s2 are each independent atomic fraction of elements, 0 < p2 < 1, 0 < q2 <1, 0<r3<1, 0<s2<1, p2+q2+r3+s2=1), etc., and any one or two or more of these compounds may be included. Among these, the battery cycle In that the properties and stability can be improved, the lithium composite metal oxide is LiCoO 2 , LiMnO 2 , LiNiO 2 , lithium nickel manganese cobalt oxide (for example, Li(Ni 0.6 Mn 0.2 Co 0.2 )O 2 , Li(Ni 0.5 It may be Mn 0.3 Co 0.2 )O 2 , or Li(Ni 0.8 Mn 0.1 Co 0.1 )O 2 etc.), or lithium nickel cobalt aluminum oxide (for example, Li(Ni 0.8 Co 0.15 Al 0.05 )O 2 etc.). Considering the remarkable improvement effect due to control of the type and content ratio of the constituent elements forming the lithium composite metal oxide, the lithium composite metal oxide is Li(Ni 0.6 Mn 0.2 Co 0.2 )O 2 , Li(Ni 0.5 Mn 0.3 It may be Co 0.2 )O 2 , Li(Ni 0.7 Mn 0.15 Co 0.15 )O 2 or Li(Ni 0.8 Mn 0.1 Co 0.1 )O 2 , and any one or a mixture of two or more of these may be used.

상기 양극 활물질은 양극 슬러리 중 고형분의 전체 중량을 기준으로 80 중량% 이상, 90 중량% 이상, 99 중량% 이하, 95 중량% 이하로 포함될 수 있다. 이때, 상기 양극 활물질의 함량이 80 중량% 이하인 경우 에너지 밀도가 낮아져 용량이 저하될 수 있다.The positive electrode active material may be included in an amount of 80% by weight or more, 90% by weight or more, 99% by weight or less, and 95% by weight or less based on the total weight of solids in the positive electrode slurry. At this time, if the content of the positive electrode active material is 80% by weight or less, the energy density may be lowered and the capacity may be reduced.

상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 슬러리 중 고형분의 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 터폴리머, 스티렌-부타디엔 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.The binder is a component that assists in the bonding of the active material and the conductive material and the bonding to the current collector, and is usually added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of solids in the positive electrode slurry. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, Examples include polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer, styrene-butadiene rubber, fluorine rubber, and various copolymers.

또한, 상기 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 부여하는 물질로서, 양극 슬러리 중 고형분의 전체 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%로 첨가될 수 있다. In addition, the conductive material is a material that provides conductivity without causing chemical changes in the battery, and may be added in an amount of 1 to 20% by weight based on the total weight of solids in the positive electrode slurry.

이러한 도전재는 그 대표적인 예로 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼니스 블랙, 램프 블랙, 또는 서멀 블랙 등의 탄소 분말; 결정구조가 매우 발달된 천연 흑연, 인조흑연, 또는 그라파이트 등의 흑연 분말; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본 분말, 알루미늄 분말, 니켈 분말 등의 도전성 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.Representative examples of such conductive materials include carbon powders such as carbon black, acetylene black, Ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, or thermal black; Graphite powder such as natural graphite, artificial graphite, or graphite with a highly developed crystal structure; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Conductive powders such as fluorinated carbon powder, aluminum powder, and nickel powder; Conductive whiskeys such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives may be used.

또한, 상기 용매는 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone) 등의 유기용매를 포함할 수 있으며, 상기 양극 활물질 및 선택적으로 바인더 및 도전재 등을 포함할 때 바람직한 점도가 되는 양으로 사용될 수 있다. 예를 들면, 양극 활물질 및 선택적으로 바인더 및 도전재를 포함하는 양극 슬러리 중의 고형분 농도가 10 중량% 이상, 20 중량% 이상, 30 중량% 이상, 60 중량% 이하, 50 중량% 이하, 40 중량% 이하가 되도록 포함될 수 있다.Additionally, the solvent may include an organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), and may be used in an amount that provides a desirable viscosity when including the positive electrode active material and optionally a binder and a conductive material. For example, the solid content concentration in the positive electrode slurry containing the positive electrode active material and optionally the binder and the conductive material is 10% by weight or more, 20% by weight or more, 30% by weight or more, 60% by weight or less, 50% by weight or less, and 40% by weight. It may be included as follows.

(2) 음극(2) cathode

상기 음극은 음극 집전체 상에 음극활물질, 바인더, 도전재 및 용매 등을 포함하는 음극 슬러리를 코팅한 다음, 건조 및 압연하여 제조할 수 있다.The negative electrode can be manufactured by coating a negative electrode slurry containing a negative electrode active material, a binder, a conductive material, and a solvent on a negative electrode current collector, followed by drying and rolling.

상기 음극 집전체는 일반적으로 3 ㎛ 내지 500 ㎛의 두께를 가진다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것일 수 있고, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.The negative electrode current collector generally has a thickness of 3 ㎛ to 500 ㎛. Such a negative electrode current collector may have high conductivity without causing chemical changes in the battery, and may be, for example, copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, or carbon on the surface of copper or stainless steel. , surface treated with nickel, titanium, silver, etc., aluminum-cadmium alloy, etc. can be used. In addition, like the positive electrode current collector, the bonding power of the negative electrode active material can be strengthened by forming fine irregularities on the surface, and can be used in various forms such as films, sheets, foils, nets, porous materials, foams, and non-woven materials.

또한, 상기 음극활물질은 리튬 금속, 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 탄소 물질, 금속 또는 이들 금속과 리튬의 합금, 금속 복합 산화물, 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 물질 및 전이금속 산화물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.In addition, the negative electrode active material is lithium metal, a carbon material capable of reversibly intercalating/deintercalating lithium ions, a metal or an alloy of these metals and lithium, a metal complex oxide, and a material capable of doping and dedoping lithium. It may include at least one selected from the group consisting of materials and transition metal oxides.

상기 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 탄소 물질로는, 리튬 이차전지에서 일반적으로 사용되는 탄소계 음극 활물질을 사용할 수 있으며, 그 대표적인 예로는 결정질 탄소, 비정질 탄소 또는 이들을 함께 사용할 수 있다. 상기 결정질 탄소의 예로는 무정형, 판상, 인편상(flake), 구형 또는 섬유형의 천연 흑연 또는 인조 흑연과 같은 흑연을 들 수 있고, 상기 비정질 탄소의 예로는 소프트 카본(soft carbon: 저온 소성 탄소) 또는 하드 카본(hard carbon), 메조페이스 피치 탄화물, 소성된 코크스 등을 들 수 있다.As the carbon material capable of reversibly intercalating/deintercalating lithium ions, carbon-based anode active materials commonly used in lithium secondary batteries can be used, representative examples of which include crystalline carbon, amorphous carbon, or these. Can be used together. Examples of the crystalline carbon include graphite such as amorphous, plate-shaped, flake, spherical or fibrous natural graphite or artificial graphite, and examples of the amorphous carbon include soft carbon (low-temperature calcined carbon). Alternatively, hard carbon, mesophase pitch carbide, calcined coke, etc. may be mentioned.

상기 금속 또는 이들 금속과 리튬의 합금으로는 Cu, Ni, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Si, Sb, Pb, In, Zn, Ba, Ra, Ge, Al 및 Sn으로 이루어진 군에서 선택되는 금속 또는 이들 금속과 리튬의 합금이 사용될 수 있다.Examples of the above metals or alloys of these metals and lithium include Cu, Ni, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Si, Sb, Pb, In, Zn, Ba, Ra, Ge, Al. and Sn, or an alloy of these metals and lithium may be used.

상기 금속 복합 산화물로는 PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, Bi2O5, LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1) 및 SnxMe1-xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 로 이루어진 군에서 선택되는 것이 사용될 수 있다.The metal complex oxides include PbO, PbO 2 , Pb 2 O 3 , Pb 3 O 4 , Sb 2 O 3 , Sb 2 O 4 , Sb 2 O 5 , GeO, GeO 2 , Bi 2 O 3 , Bi 2 O 4 , Bi 2 O 5 , Li x Fe 2 O 3 (0≤x≤1), Li x WO 2 (0≤x≤1 ) and Sn Pb, Ge; Me': A group consisting of Al, B, P, Si, elements of groups 1, 2, and 3 of the periodic table, halogen; 0<x≤1;1≤y≤3; 1≤z≤8) Any one selected from can be used.

상기 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 물질로는 Si, SiOx(0<x≤2), Si-Y 합금(상기 Y는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13족 원소, 14족 원소, 전이금속, 희토류 원소 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소이며, Si은 아님), Sn, SnO2, Sn-Y(상기 Y는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13족 원소, 14족 원소, 전이금속, 희토류 원소 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소이며, Sn은 아님) 등을 들 수 있고, 또한 이들 중 적어도 하나와 SiO2를 혼합하여 사용할 수도 있다. 상기 원소 Y로는 Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, Rf, V, Nb, Ta, Db, Cr, Mo, W, Sg, Tc, Re, Bh, Fe, Pb, Ru, Os, Hs, Rh, Ir, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, B, Al, Ga, Sn, In, Ge, P, As, Sb, Bi, S, Se, Te, Po 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.Materials capable of doping and dedoping lithium include Si, SiO It is an element selected from the group consisting of rare earth elements and combinations thereof, but not Si), Sn, SnO 2 , Sn-Y (Y is an alkali metal, alkaline earth metal, Group 13 element, Group 14 element, transition metal, rare earth elements selected from the group consisting of elements and combinations thereof, but not Sn), etc., and at least one of these may be mixed with SiO 2 . The element Y includes Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, Rf, V, Nb, Ta, Db, Cr, Mo, W, Sg, Tc, Re, Bh, Fe, Pb, Ru, Os, Hs, Rh, Ir, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, B, Al, Ga, Sn, In, Ge, P, As, Sb, Bi, S, Se, It may be selected from the group consisting of Te, Po, and combinations thereof.

상기 전이금속 산화물로는 리튬 함유 티타늄 복합 산화물(LTO), 바나듐 산화물, 리튬 바나듐 산화물 등을 들 수 있다.Examples of the transition metal oxide include lithium-containing titanium complex oxide (LTO), vanadium oxide, and lithium vanadium oxide.

상기 음극 활물질은 음극 슬러리 중 고형분의 전체 중량을 기준으로 80 중량% 내지 99 중량%로 포함될 수 있다.The negative electrode active material may be included in an amount of 80% to 99% by weight based on the total weight of solids in the negative electrode slurry.

상기 바인더는 도전재, 활물질 및 집전체 간의 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 음극 슬러리 중 고형분의 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머, 스티렌-부타디엔 고무, 불소 고무, 이들의 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.The binder is a component that assists in bonding between the conductive material, the active material, and the current collector, and is usually added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of solids in the negative electrode slurry. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, Examples include polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene monomer, styrene-butadiene rubber, fluorine rubber, and various copolymers thereof.

상기 도전재는 음극 활물질의 도전성을 더욱 향상시키기 위한 성분으로서, 음극 슬러리 중 고형분의 전체 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%로 첨가될 수 있다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것일 수 있고, 예를 들어, 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼니스 블랙, 램프 블랙, 또는 서멀 블랙 등의 탄소 분말; 결정구조가 매우 발달된 천연 흑연, 인조흑연, 또는 그라파이트 등의 흑연 분말; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본 분말, 알루미늄 분말, 니켈 분말 등의 도전성 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스커; 산화티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.The conductive material is a component to further improve the conductivity of the negative electrode active material, and may be added in an amount of 1 to 20% by weight based on the total weight of solids in the negative electrode slurry. These conductive materials may be conductive without causing chemical changes in the battery, and include, for example, carbon powder such as carbon black, acetylene black, Ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, or thermal black; Graphite powder such as natural graphite, artificial graphite, or graphite with a highly developed crystal structure; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Conductive powders such as fluorinated carbon powder, aluminum powder, and nickel powder; Conductive whiskers such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives may be used.

상기 용매는 물 또는 NMP, 알코올 등의 유기용매를 포함할 수 있으며, 상기 음극 활물질 및 선택적으로 바인더 및 도전재 등을 포함할 때 바람직한 점도가 되는 양으로 사용될 수 있다. 예를 들면, 음극 활물질 및 선택적으로 바인더 및 도전재를 포함하는 슬러리 중의 고형분 농도가 50 중량% 이상, 55 중량% 이상, 60 중량% 이상, 75 중량%, 이하, 65 중량% 이하가 되도록 포함될 수 있다.The solvent may include water or an organic solvent such as NMP or alcohol, and may be used in an amount that provides a desirable viscosity when including the negative electrode active material and optionally a binder and a conductive material. For example, the solid content concentration in the slurry containing the negative electrode active material and optionally the binder and the conductive material may be 50% by weight or more, 55% by weight or more, 60% by weight or more, 75% by weight, or less, and 65% by weight or less. there is.

(3) 분리막(3) Separator

본 발명의 리튬 이차전지에 포함되는 상기 분리막은 일반적으로 사용되는 통상적인 다공성 고분자 필름, 예를 들어 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 에틸렌/헥센 공중합체 및 에틸렌/메타크릴레이트 공중합체 등과 같은 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름을 단독으로 또는 이들을 적층하여 사용할 수 있으며, 또는 통상적인 다공성 부직포, 예를 들어 고융점의 유리 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 등으로 된 부직포를 사용할 수 있다.The separator included in the lithium secondary battery of the present invention is a commonly used porous polymer film, such as ethylene homopolymer, propylene homopolymer, ethylene/butene copolymer, ethylene/hexene copolymer, and ethylene/methacrylate. Porous polymer films made of polyolefin-based polymers such as copolymers can be used alone or by laminating them, or conventional porous non-woven fabrics, such as high-melting point glass fibers, polyethylene terephthalate fibers, etc., can be used. there is.

본 발명의 리튬 이차전지의 외형은 캔을 사용한 원통형, 각형, 파우치(pouch)형 또는 코인(coin)형 등이 될 수 있다.The external shape of the lithium secondary battery of the present invention may be a cylindrical shape using a can, a square shape, a pouch shape, or a coin shape.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대해서 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement it. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

합성예Synthesis example

아래의 방법을 통해 각 화합물들을 합성하였다.Each compound was synthesized using the method below.

합성예 1Synthesis Example 1

플라스크에 3-부텐-1,2-다이올(but-3-ene-1,2-diol) 5 g, Na2S2O5 11.5 g, 물 10 g을 넣고, pH 7.3을 유지하며 65 ℃에서 9시간 동안 교반하였다. 반응 용액을 감압 증류하여 농축하고, 메탄올 50 mL를 투입하여 침전물을 얻었다. 침전물을 감압 여과한 후, 진공 오븐에서 건조하여 10 g의 3,4-디하이드록시부탄 설포네이트 나트륨(sodium 3,4-dihydroxybutane sulfonate)을 얻었다.Add 5 g of 3-butene-1,2-diol, 11.5 g of Na 2 S 2 O 5 , and 10 g of water to the flask, maintain pH 7.3, and heat at 65°C. It was stirred for 9 hours. The reaction solution was concentrated by distillation under reduced pressure, and 50 mL of methanol was added to obtain a precipitate. The precipitate was filtered under reduced pressure and dried in a vacuum oven to obtain 10 g of sodium 3,4-dihydroxybutane sulfonate.

그런 다음 플라스크에 건조된 3,4-디하이드록시부탄 설포네이트 나트륨 10 g, DMF 0.2 g, THF 70 g을 넣고 0 ℃에서 싸이오닐 클로라이드(thionyl chloride) 10 g을 천천히 적하하였다. 적하가 완료된 후 반응물을 60 ℃에서 2시간 동안 가열한 후, 가열된 반응물을 상온으로 냉각하여 HCl 및 MeOH를 투입하였다. 이후 반응물을 실리카 칼럼에 통과시킨 후, 감압 농축하여 5 g의 3-하이드록시메틸-1,3-프로판 설톤(3-hydroxymethyl-1,3-propane sultone)을 얻었다.Then, 10 g of dried sodium 3,4-dihydroxybutane sulfonate, 0.2 g of DMF, and 70 g of THF were added to the flask, and 10 g of thionyl chloride was slowly added dropwise at 0°C. After the dropwise addition was completed, the reactant was heated at 60°C for 2 hours, and then the heated reactant was cooled to room temperature and HCl and MeOH were added. Afterwards, the reactant was passed through a silica column and concentrated under reduced pressure to obtain 5 g of 3-hydroxymethyl-1,3-propane sultone.

그런 다음 플라스크에 디에틸 아세테이트(DMC) 30 g, 피리딘 3 g을 넣고 디클로로-1,1,3,3-테트라메틸디실록산(1,3-Dichloro-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane) 4 g을 0 ℃에서 천천히 투입하였다. 상온에서 30분 동안 교반한 후, 앞서 얻은 3-하이드록시메틸-1,3-프로판 설톤 5 g을 디메틸 아세테이트(DMC) 20 g에 용해하여 천천히 투입하였다. 2시간 동안 반응시킨 후, 물과 디메틸 아세테이트를 이용하여 생성물을 유기층으로 추출하였으며, 추출된 유기층을 농축하여 5,5`-(((1,1,3,3-테트라메틸디실록산-1,3-다이일)비스(옥시))비스(메틸렌))비스(1,2-옥사싸이올란 2,2-다이옥사이드), 하기 화합식 1-a로 표시되는 화합물을 얻었다.Then, add 30 g of diethyl acetate (DMC) and 3 g of pyridine to the flask and add 1,3-Dichloro-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane (4). g was slowly added at 0°C. After stirring at room temperature for 30 minutes, 5 g of 3-hydroxymethyl-1,3-propane sultone obtained previously was dissolved in 20 g of dimethyl acetate (DMC) and slowly added. After reacting for 2 hours, the product was extracted into the organic layer using water and dimethyl acetate, and the extracted organic layer was concentrated to 5,5`-(((1,1,3,3-tetramethyldisiloxane-1, 3-diyl)bis(oxy))bis(methylene))bis(1,2-oxathiolane 2,2-dioxide), a compound represented by the following chemical formula 1-a was obtained.

[화합물 1-a] [Compound 1-a]

상기 화합물의 합성 여부는 1H-NMR로 확인하였다.The synthesis of the above compound was confirmed by 1 H-NMR.

1H-NMR(500MHz, Bruker, ACN-d3) = 4.8(2H), 4.18(2H), 4.05(2H), 3.30(4H), 2.55(2H), 2.3(2H), 1.1(12H) 1 H-NMR (500MHz, Bruker, ACN-d3) = 4.8(2H), 4.18(2H), 4.05(2H), 3.30(4H), 2.55(2H), 2.3(2H), 1.1(12H)

합성예 2Synthesis Example 2

플라스크에 3-부텐-1,2-다이올(but-3-ene-1,2-diol) 5 g, Na2S2O5 11.5 g, 물 10 g을 넣고, pH 7.3을 유지하며 65 ℃에서 9시간 동안 교반하였다. 반응 용액을 감압 증류하여 농축하고, 메탄올 50 mL를 투입하여 침전물을 얻었다. 침전물을 감압 여과한 후, 진공 오븐에서 건조하여 10 g의 3,4-디하이드록시부탄 설포네이트 나트륨(sodium 3,4-dihydroxybutane sulfonate)을 얻었다.Add 5 g of 3-butene-1,2-diol, 11.5 g of Na 2 S 2 O 5 , and 10 g of water to the flask, maintain pH 7.3, and heat at 65°C. It was stirred for 9 hours. The reaction solution was concentrated by distillation under reduced pressure, and 50 mL of methanol was added to obtain a precipitate. The precipitate was filtered under reduced pressure and dried in a vacuum oven to obtain 10 g of sodium 3,4-dihydroxybutane sulfonate.

그런 다음 플라스크에 건조된 3,4-디하이드록시부탄 설포네이트 나트륨 10 g, DMF 0.2 g, THF 70 g을 넣고 0 ℃에서 싸이오닐 클로라이드(thionyl chloride) 10 g을 천천히 적하하였다. 적하가 완료된 후 반응물을 60 ℃에서 2시간 동안 가열한 후, 가열된 반응물을 상온으로 냉각하여 HCl 및 MeOH를 투입하였다. 이후 반응물을 실리카 칼럼에 통과시킨 후, 감압 농축하여 5 g의 3-하이드록시메틸-1,3-프로판 설톤(3-hydroxymethyl-1,3-propane sultone)을 얻었다.Then, 10 g of dried sodium 3,4-dihydroxybutane sulfonate, 0.2 g of DMF, and 70 g of THF were added to the flask, and 10 g of thionyl chloride was slowly added dropwise at 0°C. After the dropwise addition was completed, the reactant was heated at 60°C for 2 hours, and then the heated reactant was cooled to room temperature and HCl and MeOH were added. Afterwards, the reactant was passed through a silica column and concentrated under reduced pressure to obtain 5 g of 3-hydroxymethyl-1,3-propane sultone.

그런 다음 플라스크에 디에틸 아세테이트(DMC) 30 g, 피리딘 3 g을 넣고 메탄디설포닐 디클로라이드 (Methanedisulfonyl dichloride) 4.2 g을 0 ℃에서 천천히 투입하였다. 상온에서 30분 동안 교반한 후, 앞서 얻은 3-하이드록시메틸-1,3-프로판 설톤 5 g을 디메틸 아세테이트(DMC) 20 g에 용해하여 천천히 투입하였다. 2시간 동안 반응시킨 후, 물과 디메틸 아세테이트를 이용하여 생성물을 유기층으로 추출하였으며, 추출된 유기층을 농축하여 비스((2,2-다이옥사이도-1,2-옥사싸이올란-5-일)메틸)메탄디설포네이트 (bis((2,2-dioxido-1,2-oxathiolan-5-yl)methyl)methanedisulfonate), 하기 화합식 1-b로 표시되는 화합물을 얻었다.Then, 30 g of diethyl acetate (DMC) and 3 g of pyridine were added to the flask, and 4.2 g of methanedisulfonyl dichloride was slowly added at 0°C. After stirring at room temperature for 30 minutes, 5 g of 3-hydroxymethyl-1,3-propane sultone obtained previously was dissolved in 20 g of dimethyl acetate (DMC) and slowly added. After reacting for 2 hours, the product was extracted into the organic layer using water and dimethyl acetate, and the extracted organic layer was concentrated to form bis((2,2-dioxido-1,2-oxathiolan-5-yl) Methyl)methanedisulfonate (bis((2,2-dioxido-1,2-oxathiolan-5-yl)methyl)methanedisulfonate), a compound represented by the following chemical formula 1-b was obtained.

[화학식 1-b][Formula 1-b]

상기 화합물의 합성 여부는 1H-NMR로 확인하였다.The synthesis of the above compound was confirmed by 1 H-NMR.

1H-NMR(500MHz, Bruker, ACN-d3) = 5.5(2H), 4.9(2H), 4.28(2H), 4.15(2H), 3.35(4H), 2.6(2H), 2.4(2H) 1 H-NMR (500MHz, Bruker, ACN-d3) = 5.5(2H), 4.9(2H), 4.28(2H), 4.15(2H), 3.35(4H), 2.6(2H), 2.4(2H)

합성예 3Synthesis Example 3

플라스크에 3-부텐-1,2-다이올(but-3-ene-1,2-diol) 5 g, Na2S2O5 11.5 g, 물 10 g을 넣고, pH 7.3을 유지하며 65 ℃에서 9시간 동안 교반하였다. 반응 용액을 감압 증류하여 농축하고, 메탄올 50 mL를 투입하여 침전물을 얻었다. 침전물을 감압 여과한 후, 진공 오븐에서 건조하여 10 g의 3,4-디하이드록시부탄 설포네이트 나트륨(sodium 3,4-dihydroxybutane sulfonate)을 얻었다.Add 5 g of 3-butene-1,2-diol, 11.5 g of Na 2 S 2 O 5 , and 10 g of water to the flask, maintain pH 7.3, and heat at 65°C. It was stirred for 9 hours. The reaction solution was concentrated by distillation under reduced pressure, and 50 mL of methanol was added to obtain a precipitate. The precipitate was filtered under reduced pressure and dried in a vacuum oven to obtain 10 g of sodium 3,4-dihydroxybutane sulfonate.

그런 다음 플라스크에 건조된 3,4-디하이드록시부탄 설포네이트 나트륨 10 g, DMF 0.2 g, THF 70 g을 넣고 0 ℃에서 싸이오닐 클로라이드(thionyl chloride) 10 g을 천천히 적하하였다. 적하가 완료된 후 반응물을 60 ℃에서 2시간 동안 가열한 후, 가열된 반응물을 상온으로 냉각하여 HCl 및 MeOH를 투입하였다. 이후 반응물을 실리카 칼럼에 통과시킨 후, 감압 농축하여 5 g의 3-하이드록시메틸-1,3-프로판 설톤(3-hydroxymethyl-1,3-propane sultone)을 얻었다.Then, 10 g of dried sodium 3,4-dihydroxybutane sulfonate, 0.2 g of DMF, and 70 g of THF were added to the flask, and 10 g of thionyl chloride was slowly added dropwise at 0°C. After the dropwise addition was completed, the reactant was heated at 60°C for 2 hours, and then the heated reactant was cooled to room temperature and HCl and MeOH were added. Afterwards, the reactant was passed through a silica column and concentrated under reduced pressure to obtain 5 g of 3-hydroxymethyl-1,3-propane sultone.

그런 다음 플라스크에 디에틸 아세테이트(DMC) 30 g, 피리딘 3 g을 넣고 글루타릴 클로라이드 (Glutaryl chloride) 3.3 g을 0 ℃에서 천천히 투입하였다. 상온에서 30분 동안 교반한 후, 앞서 얻은 3-하이드록시메틸-1,3-프로판 설톤 5 g을 디메틸 아세테이트(DMC) 20 g에 용해하여 천천히 투입하였다. 2시간 동안 반응시킨 후, 물과 디메틸 아세테이트를 이용하여 생성물을 유기층으로 추출하였으며, 추출된 유기층을 농축하여 비스((2,2-다이옥사이도-1,2-옥사싸이올란-5-일)메틸)글루타레이트 (bis((2,2-dioxido-1,2-oxathiolan-5-yl)methyl)glutarate), 하기 화합식 1-c로 표시되는 화합물을 얻었다.Then, 30 g of diethyl acetate (DMC) and 3 g of pyridine were added to the flask, and 3.3 g of glutaryl chloride was slowly added at 0°C. After stirring at room temperature for 30 minutes, 5 g of 3-hydroxymethyl-1,3-propane sultone obtained previously was dissolved in 20 g of dimethyl acetate (DMC) and slowly added. After reacting for 2 hours, the product was extracted into the organic layer using water and dimethyl acetate, and the extracted organic layer was concentrated to form bis((2,2-dioxido-1,2-oxathiolan-5-yl) Methyl)glutarate (bis((2,2-dioxido-1,2-oxathiolan-5-yl)methyl)glutarate), a compound represented by the following chemical formula 1-c, was obtained.

[화학식 1-c][Formula 1-c]

상기 화합물의 합성 여부는 1H-NMR로 확인하였다.The synthesis of the above compound was confirmed by 1 H-NMR.

1H-NMR(500MHz, Bruker, ACN-d3) = 4.8(2H), 4.2(2H), 4.18(2H), 3.3(4H), 2.6(2H), 2.4(6H), 1.9(2H) 1 H-NMR (500MHz, Bruker, ACN-d3) = 4.8(2H), 4.2(2H), 4.18(2H), 3.3(4H), 2.6(2H), 2.4(6H), 1.9(2H)

합성예 4Synthesis Example 4

플라스크에 3-부텐-1,2-다이올(but-3-ene-1,2-diol) 5 g, Na2S2O5 11.5 g, 물 10 g을 넣고, pH 7.3을 유지하며 65 ℃에서 9시간 동안 교반하였다. 반응 용액을 감압 증류하여 농축하고, 메탄올 50 mL를 투입하여 침전물을 얻었다. 침전물을 감압 여과한 후, 진공 오븐에서 건조하여 10 g의 3,4-디하이드록시부탄 설포네이트 나트륨(sodium 3,4-dihydroxybutane sulfonate)을 얻었다.Add 5 g of 3-butene-1,2-diol, 11.5 g of Na 2 S 2 O 5 , and 10 g of water to the flask, maintain pH 7.3, and heat at 65°C. It was stirred for 9 hours. The reaction solution was concentrated by distillation under reduced pressure, and 50 mL of methanol was added to obtain a precipitate. The precipitate was filtered under reduced pressure and dried in a vacuum oven to obtain 10 g of sodium 3,4-dihydroxybutane sulfonate.

그런 다음 플라스크에 건조된 3,4-디하이드록시부탄 설포네이트 나트륨 10 g, DMF 0.2 g, THF 70 g을 넣고 0 ℃에서 싸이오닐 클로라이드(thionyl chloride) 10 g을 천천히 적하하였다. 적하가 완료된 후 반응물을 60 ℃에서 2시간 동안 가열한 후, 가열된 반응물을 상온으로 냉각하여 HCl 및 MeOH를 투입하였다. 이후 반응물을 실리카 칼럼에 통과시킨 후, 감압 농축하여 5 g의 3-하이드록시메틸-1,3-프로판 설톤(3-hydroxymethyl-1,3-propane sultone)을 얻었다.Then, 10 g of dried sodium 3,4-dihydroxybutane sulfonate, 0.2 g of DMF, and 70 g of THF were added to the flask, and 10 g of thionyl chloride was slowly added dropwise at 0°C. After the dropwise addition was completed, the reactant was heated at 60°C for 2 hours, and then the heated reactant was cooled to room temperature and HCl and MeOH were added. Afterwards, the reactant was passed through a silica column and concentrated under reduced pressure to obtain 5 g of 3-hydroxymethyl-1,3-propane sultone.

그런 다음 플라스크에 디에틸 아세테이트(DMC) 30 g, 피리딘 3 g을 넣고 메틸디클로로포스페이트(Methyl dichlorophosphate) 2.9 g을 0 ℃에서 천천히 투입하였다. 상온에서 30분 동안 교반한 후, 앞서 얻은 3-하이드록시메틸-1,3-프로판 설톤 5 g을 디메틸 아세테이트(DMC) 20 g에 용해하여 천천히 투입하였다. 2시간 동안 반응시킨 후, 물과 디메틸 아세테이트를 이용하여 생성물을 유기층으로 추출하였으며, 추출된 유기층을 농축하여 비스((2,2-다이옥사이도-1,2-옥사싸이올란-5-일)메틸)메틸포스페이트 (bis((2,2-dioxido-1,2-oxathiolan-5-yl)methyl)methyl phosphate), 하기 화합식 1-d로 표시되는 화합물을 얻었다.Then, 30 g of diethyl acetate (DMC) and 3 g of pyridine were added to the flask, and 2.9 g of methyl dichlorophosphate was slowly added at 0°C. After stirring at room temperature for 30 minutes, 5 g of 3-hydroxymethyl-1,3-propane sultone obtained previously was dissolved in 20 g of dimethyl acetate (DMC) and slowly added. After reacting for 2 hours, the product was extracted into the organic layer using water and dimethyl acetate, and the extracted organic layer was concentrated to form bis((2,2-dioxido-1,2-oxathiolan-5-yl) Methyl)methyl phosphate (bis((2,2-dioxido-1,2-oxathiolan-5-yl)methyl)methyl phosphate), a compound represented by the following chemical formula 1-d was obtained.

[화학식 1-d][Formula 1-d]

상기 화합물의 합성 여부는 1H-NMR로 확인하였다.The synthesis of the above compound was confirmed by 1 H-NMR.

1H-NMR(500MHz, Bruker, ACN-d3) = 5.0(2H), 4.3(2H), 4.2(2H), 4.0(3H), 3.4(4H), 2.6(2H), 2.4(2H) 1 H-NMR (500MHz, Bruker, ACN-d3) = 5.0(2H), 4.3(2H), 4.2(2H), 4.0(3H), 3.4(4H), 2.6(2H), 2.4(2H)

실시예 1Example 1

에틸렌 카보네이트와 에틸 메틸 카보네이트를 3:7의 부피비로 혼합한 비수계 용매에 LiPF6의 농도가 1.2 M이 되도록 용해시킨 후, 해당 용액을 99g 취하였다. 취한 용액에 상기 합성예 1에서 합성한 화합물(화학식 1-a)을 1g 첨가하여 비수 전해액을 제조하였다. LiPF 6 was dissolved in a non-aqueous solvent mixed with ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate at a volume ratio of 3:7 so that the concentration of LiPF 6 was 1.2 M, and then 99 g of the solution was taken. A non-aqueous electrolyte solution was prepared by adding 1g of the compound (Formula 1-a) synthesized in Synthesis Example 1 to the resulting solution.

나아가, 양극 활물질(리튬 니켈-코발트-망간 산화물(Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)O2)), 도전재(카본 블랙) 및 바인더(폴리비닐리덴플루오라이드)를 90:5:5의 중량비로 혼합한 후 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)에 투입하여 양극 슬러리(고형분 함량 40 중량%)를 제조하였다. 상기 양극 슬러리를 두께가 20 ㎛인 양극 집전체(Al 박막)에 도포한 후, 건조 및 롤 프레스(roll press)하여 양극을 제조하였다. Furthermore, the positive electrode active material (lithium nickel-cobalt-manganese oxide (Li(Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 )O 2 )), conductive material (carbon black), and binder (polyvinylidene fluoride) were mixed at a weight ratio of 90:5:5. After mixing, it was added to N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to prepare a positive electrode slurry (solid content: 40% by weight). The positive electrode slurry was applied to a positive electrode current collector (Al thin film) with a thickness of 20 ㎛, then dried and roll pressed to prepare a positive electrode.

이와 별도로, 음극 활물질(인조 흑연), 도전재(카본 블랙) 및 바인더(폴리비닐리덴플루오라이드)를 90:5:5의 중량비로 혼합한 후 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)에 투입하여 음극 슬러리(고형분 함량 40 중량%)를 제조하였다. 상기 음극 슬러리를 두께가 20 ㎛인 음극 집전체(Cu 박막)에 도포한 후, 건조 및 롤 프레스(roll press)하여 음극을 제조하였다. Separately, the negative electrode active material (artificial graphite), conductive material (carbon black), and binder (polyvinylidene fluoride) were mixed at a weight ratio of 90:5:5 and then mixed with N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). was added to prepare a negative electrode slurry (solid content: 40% by weight). The negative electrode slurry was applied to a negative electrode current collector (Cu thin film) with a thickness of 20 ㎛, then dried and roll pressed to prepare a negative electrode.

그 후, 제조된 양극, 무기물 입자(Al2O3)가 도포된 폴리올레핀계 다공성 분리막 및 제조된 음극을 순차적으로 적층하여 전극조립체를 제조하였으며, 코인형 전지 케이스 내에 상기 조립된 전극조립체를 수납하고, 앞서 제조한 리튬 이차전지용 비수 전해액을 주액하여 코인형 리튬 이차전지를 제조하였다.Afterwards, an electrode assembly was manufactured by sequentially stacking the manufactured positive electrode, the polyolefin-based porous separator coated with inorganic particles (Al 2 O 3 ), and the manufactured negative electrode, and the assembled electrode assembly was stored in a coin-type battery case. A coin-type lithium secondary battery was manufactured by injecting the previously prepared non-aqueous electrolyte for lithium secondary battery.

실시예 2Example 2

비수 전해액으로 합성예 1에서 제조한 화학식 1-a로 표시되는 화합물 대신 합성예 2에서 제조한 화학식 1-b로 표시되는 화합물을 첨가하여 제조한 비수 전해액을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다(하기 표 1 참조).Example 1 above, except that the non-aqueous electrolyte solution prepared by adding the compound represented by Chemical Formula 1-b prepared in Synthesis Example 2 instead of the compound represented by Chemical Formula 1-a prepared in Synthesis Example 1 was used as the non-aqueous electrolyte solution. A lithium secondary battery was manufactured using the same method (see Table 1 below).

실시예 3Example 3

비수 전해액으로 합성예 1에서 제조한 화학식 1-a로 표시되는 화합물 대신 합성예 3에서 제조한 화학식 1-c로 표시되는 화합물을 첨가하여 제조한 비수 전해액을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다(하기 표 1 참조).Example 1 and A lithium secondary battery was manufactured using the same method (see Table 1 below).

실시예 4Example 4

비수 전해액으로 합성예 1에서 제조한 화학식 1-a로 표시되는 화합물 대신 합성예 4에서 제조한 화학식 1-d로 표시되는 화합물을 첨가하여 제조한 비수 전해액을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다(하기 표 1 참조).Example 1 and A lithium secondary battery was manufactured using the same method (see Table 1 below).

비교예 1Comparative Example 1

실시예 1의 비수 전해액 제조 시 화합물을 첨가하지 않는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여, 리튬 이차전지를 제조하였다(하기 표 1 참조).A lithium secondary battery was manufactured in the same manner as Example 1 except that no compound was added when preparing the non-aqueous electrolyte solution in Example 1 (see Table 1 below).

비교예 2 Comparative Example 2

실시예 1의 비수 전해액 제조 시에 에틸렌 설페이트(ethylene sulfate) 1 g을 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다(하기 표 1 참조).A lithium secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that 1 g of ethylene sulfate was added when preparing the non-aqueous electrolyte solution in Example 1 (see Table 1 below).

비교예 3Comparative Example 3

실시예 1의 비수 전해액 제조 시에 1,3-프로판 설톤(1,3-propane sultone) 1 g을 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다(하기 표 1 참조).A lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1, except that 1 g of 1,3-propane sultone was added when preparing the non-aqueous electrolyte solution in Example 1 (see Table 1 below) ).

비교예 4Comparative Example 4

실시예 1의 비수 전해액 제조 시에 하기 화학식 X로 표시되는 화합물 1 g을 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다(하기 표 1 참조).A lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1, except that 1 g of a compound represented by the following formula

[화학식 X][Formula X]

비교예 5Comparative Example 5

실시예 1의 비수 전해액 제조 시에 하기 화학식 Y로 표시되는 화합물 1 g을 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다(하기 표 1 참조).A lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1, except that 1 g of a compound represented by the following formula Y was added when preparing the non-aqueous electrolyte solution of Example 1 (see Table 1 below).

[화학식 Y][Formula Y]

첨가제additive 비수전해액 내 첨가제 함량(중량%)Additive content in non-aqueous electrolyte (% by weight) 실시예 1Example 1 화학식 1-a로 표시되는 화합물Compound represented by Formula 1-a 1One 실시예 2Example 2 화학식 1-b로 표시되는 화합물Compound represented by formula 1-b 1One 실시예 3Example 3 화학식 1-c로 표시되는 화합물Compound represented by formula 1-c 1One 실시예 4Example 4 화학식 1-d로 표시되는 화합물Compound represented by formula 1-d 1One 비교예 1Comparative Example 1 첨가제 사용하지 않음No additives used 00 비교예 2Comparative Example 2 에틸렌 설페이트(ethylene sulfate)ethylene sulfate 1One 비교예 3Comparative Example 3 1,3-프로판 설톤(1,3-propane sultone)1,3-propane sultone 1One 비교예 4Comparative Example 4 화학식 X로 표시되는 화합물Compound represented by formula 1One 비교예 5Comparative Example 5 화학식 Y로 표시되는 화합물Compound represented by formula Y 1One

실험예 1. 전지의 고온 사이클 특성 평가Experimental Example 1. Evaluation of high temperature cycle characteristics of the battery

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 전지를 0.1 C의 정전류(Constant Current, CC)로 활성화하였다. 이어서, 25 ℃에서 PESC05-0.5 충방전기(제조사: ㈜PNE 솔루션, 5 V, 500 Ma)를 사용하여 정전류-정전압(CC-CV) 충전 조건으로 4.2 V까지 0.33 C의 CC로 충전한 다음, 0.05 C의 커렌트 컷(Current Cut)을 진행하였고, 정전류 조건에서 2.5 V까지 0.33 C로 방전하였다. 상기 충방전을 1 사이클로 하여 2 사이클을 진행하였다. 이어서, 0.33 C/4.2 V의 정전류-정전압으로 만충전하고, SOC 50 %에서 2.5 C로 10초간 방전하여 방전 전의 전압과 방전 후의 전압을 측정하였으며, 상기 방전 전후의 전압 차를 이용하여 초기 저항을 산출하였다. 그 다음, 0.33 C의 정전류로 2.5 V가 될 때까지 방전한 후, 디가스를 진행하고, 45 ℃의 조건에서 각각 2.5 V 내지 4.2 V의 전압 구동 범위 내에서 0.33 C의 정전류로 4.2 V가 될 때까지 충전하였으며, 이어서 4.2 V의 정전압으로 충전하여 충전 전류가 0.05 C가 되면 충전을 종료하였다. 그 후 20 분간 전지를 방치한 후, 0.33 C의 정전류로 2.5 V가 될 때까지 방전하였다. 상기 충방전을 1 사이클로 하여 100 사이클의 충방전을 반복하였다. The batteries prepared in the above examples and comparative examples were activated with a constant current (CC) of 0.1 C. Subsequently, using a PESC05-0.5 charger/discharger (manufacturer: PNE Solutions Co., Ltd., 5 V, 500 Ma) at 25°C, charge was carried out with a CC of 0.33 C up to 4.2 V under constant current-constant voltage (CC-CV) charging conditions, and then with a CC of 0.05 C. Current cut of C was performed, and discharged at 0.33 C up to 2.5 V under constant current conditions. The charging and discharging was regarded as 1 cycle, and 2 cycles were performed. Next, it was fully charged with a constant current-constant voltage of 0.33 C/4.2 V, and discharged at 2.5 C for 10 seconds at SOC 50% to measure the voltage before and after discharge. The initial resistance was calculated using the voltage difference before and after discharge. did. Next, discharge until 2.5 V with a constant current of 0.33 C, then degas, and discharge to 4.2 V with a constant current of 0.33 C within the voltage driving range of 2.5 V to 4.2 V, respectively, under conditions of 45 ° C. The battery was charged until it was charged, and then charged at a constant voltage of 4.2 V, and charging was terminated when the charging current reached 0.05 C. After leaving the battery for 20 minutes, it was discharged at a constant current of 0.33 C until it reached 2.5 V. The charging and discharging was regarded as 1 cycle, and 100 cycles of charging and discharging were repeated.

이때, 첫 번째 사이클 후의 용량과 100 번째 사이클 후의 용량을 PESC05-0.5 충방전기를 사용하여 측정하고, 용량을 하기 [식 1]에 대입하여 용량 유지율을 계산하였다. At this time, the capacity after the first cycle and the capacity after the 100th cycle were measured using a PESC05-0.5 charger and discharger, and the capacity retention rate was calculated by substituting the capacity into [Equation 1] below.

[식 1][Equation 1]

용량 유지율(%) = (100회 사이클 후 용량/1회 사이클 후 용량) × 100Capacity retention rate (%) = (Capacity after 100 cycles/Capacity after 1 cycle) × 100

또한, 100 사이클을 실시한 다음, SOC 50 %에서 2.5 C로 10 초간 방전하여 방전 전 전압과 방전 후 전압을 측정하였으며, 상기 방전 전후의 전압 차를 이용하여 100 사이클 후의 저항 값을 산출하였다. 앞서 산출한 초기 저항 값과 100 사이클 후의 저항 값을 하기 [식 2]에 대입하여 저항 증가율을 계산하였다.In addition, after performing 100 cycles, the discharge was performed at 2.5 C for 10 seconds at SOC 50% to measure the voltage before and after discharge, and the resistance value after 100 cycles was calculated using the voltage difference before and after discharge. The resistance increase rate was calculated by substituting the previously calculated initial resistance value and the resistance value after 100 cycles into [Equation 2] below.

[식 2][Equation 2]

저항 증가율(%) = {(100 사이클 후의 저항 값 - 초기 저항 값)/초기 저항 값} × 100Resistance increase rate (%) = {(resistance value after 100 cycles - initial resistance value)/initial resistance value} × 100

각 실시예 및 비교예의 전지에 대해 계산된 용량 유지율 및 저항 증가율을 하기 표 2로 정리하였다.The capacity maintenance rate and resistance increase rate calculated for the batteries of each example and comparative example are summarized in Table 2 below.

용량 유지율(%)Capacity maintenance rate (%) 저항 증가율(%)Resistance increase rate (%) 실시예 1Example 1 9292 1313 실시예 2Example 2 9292 1313 실시예 3Example 3 9292 1212 실시예 4Example 4 9393 1212 비교예 1Comparative Example 1 7878 4040 비교예 2Comparative Example 2 8686 3535 비교예 3Comparative Example 3 8585 2424 비교예 4Comparative Example 4 8888 1919 비교예 5Comparative Example 5 8989 1818

상기 표 2의 결과에 나타난 같이, 본 발명의 비수전해액 첨가제를 사용한 실시예 1 내지 4는 첨가제를 전혀 사용하지 않은 비교예 1 대비 용량 유지율이 높고 저항 증가율이 낮아 사이클 특성이 우수함을 확인할 수 있다. 또한, 본 발명의 첨가제 대신 기존의 비수전해액 첨가제를 사용한 비교예 2 및 3의 경우에도, 본 발명의 실시예 대비 낮은 용량 유지율 및 높은 저항 증가율을 나타내어, 본 발명의 비수전해액 첨가제를 사용한 경우, 사이클 특성이 특히 우수한 전지를 제조할 수 있음을 확인하였다.As shown in the results of Table 2 above, it can be confirmed that Examples 1 to 4 using the non-aqueous electrolyte additive of the present invention had a higher capacity retention rate and a lower resistance increase rate compared to Comparative Example 1 in which no additive was used, resulting in excellent cycle characteristics. In addition, even in Comparative Examples 2 and 3 in which existing non-aqueous electrolyte additives were used instead of the additives of the present invention, a lower capacity retention rate and a higher resistance increase rate were observed compared to the examples of the present invention, and when the non-aqueous electrolyte additives of the present invention were used, the cycle It was confirmed that a battery with particularly excellent characteristics could be manufactured.

아울러, 양 말단의 결합 위치 2번 탄소 위치로, 본 발명의 화합물과 치환기의 결합 위치가 상이하여, 본 발명의 청구범위에는 포함되지 않는 화합물 X 및 Y를 각각 비수전해액 첨가제로 사용한 비교예 4 내지 5는 본 발명의 실시예 대비 열위한 용량 유지율 및 저항 증가율을 나타내었다.In addition, Comparative Examples 4 to 4 in which Compounds 5 shows the capacity maintenance rate and resistance increase rate that are inferior to those of the embodiment of the present invention.

실험예 2. 전지의 고온 저장 특성 평가Experimental Example 2. Evaluation of high temperature storage characteristics of the battery

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 전지에 대해, 아래 방법으로 고온 저장 후의 부피 변화율 및 저항 증가율을 측정하였다.For the batteries manufactured in the above examples and comparative examples, the volume change rate and resistance increase rate after high temperature storage were measured by the method below.

1) 부피 변화율(%)1) Volume change rate (%)

각 전지를 0.1C의 정전류로 활성화한 후, 25 ℃에서 PESC05-0.5 충방전기를 사용하여 정전류-정전압 충전 조건으로 4.2 V까지 0.33 C의 정전류로 충전한 다음, 0.05 C 커렌트 컷을 진행하고, 정전류 조건으로 2.5 V까지 0.33 C로 방전하였다. 상기 충방전을 1 사이클로 하여, 2 사이클을 진행하였다. 이어서, 0.33 C/4.2 V의 정전류-정전압으로 만충전하고, SOC 50 %에서 2.5 C로 10초간 방전하여 방전 전의 전압과 방전 후의 전압을 측정하였으며, 상기 방전 전후의 전압 차를 이용하여 초기 저항을 산출하였다. 그 다음, 0.33 C의 정전류로 2.5 V가 될 때까지 방전한 후, 디가스를 진행하고, TWD-150DM 장비(제조사: Two-pls)를 이용하여 상온에서 물로 채워진 볼(bowl)에 앞서 충방전한 전지를 넣어 초기 부피를 측정하였다. 그 후, 상기 전지를 0.33 C/4.2 V 정전류-정전압으로 만충전하고, 60 ℃에서 4주 동안 저장(SOC 100 %)한 다음, 다시 TWD-150DM 장비를 이용하여 동일한 방법으로 고온 저장 후의 부피를 측정하였다. 측정된 초기 부피 및 고온 저장 후의 부피를 하기 [식 3]에 대입하여 부피 변화율을 계산하였다.After activating each cell with a constant current of 0.1 C, charge with a constant current of 0.33 C up to 4.2 V under constant current-constant voltage charging conditions using a PESC05-0.5 charger and discharger at 25 ° C, then proceed with a 0.05 C current cut; It was discharged at 0.33 C up to 2.5 V under constant current conditions. The charging and discharging was regarded as 1 cycle, and 2 cycles were performed. Next, it was fully charged with a constant current-constant voltage of 0.33 C/4.2 V, and discharged at 2.5 C for 10 seconds at SOC 50% to measure the voltage before and after discharge. The initial resistance was calculated using the voltage difference before and after discharge. did. Next, discharge until 2.5 V with a constant current of 0.33 C, then degas, and charge and discharge before a bowl filled with water at room temperature using TWD-150DM equipment (manufacturer: Two-pls). One battery was placed and the initial volume was measured. Afterwards, the battery was fully charged at 0.33 C/4.2 V constant current-constant voltage, stored at 60°C for 4 weeks (SOC 100%), and then the volume after high-temperature storage was measured in the same manner using the TWD-150DM equipment. did. The volume change rate was calculated by substituting the measured initial volume and the volume after high temperature storage into [Equation 3] below.

[식 3][Equation 3]

부피 변화율(%) = {(고온 저장 후의 부피 - 초기 부피)/초기 부피} × 100Volume change rate (%) = {(volume after high temperature storage - initial volume)/initial volume} × 100

2) 저항 증가율(%)2) Resistance increase rate (%)

앞서 기재한 과정에 따라 초기 저항을 측정하고, 0.33C의 정전류로 2.5 V가 될 때까지 방전한 후, 디가스를 진행하고, 4.2 V로 충전하였다. 그 후 60 ℃에서 4주 동안 저장(SOC 100 %)한 후, SOC 50 %에서 2.5 C로 10초 동안 다시 방전하면서 고온 저장 후의 저항을 측정하였다. 상기와 같이 측정된 초기 저항 값 및 고온 저장 후의 저항 값을 하기 [식 4]에 대입하여 저항 증가율을 계산하였다.The initial resistance was measured according to the process described above, discharged at a constant current of 0.33C until 2.5 V, degassed, and charged to 4.2 V. After being stored at 60°C for 4 weeks (SOC 100%), the resistance after high-temperature storage was measured while discharging again at 2.5°C for 10 seconds at SOC 50%. The resistance increase rate was calculated by substituting the initial resistance value measured as above and the resistance value after high temperature storage into [Equation 4] below.

[식 4][Equation 4]

저항 증가율(%) = {(고온 저장 후의 저항 값 - 초기 저항 값)/초기 저항 값} × 100Resistance increase rate (%) = {(resistance value after high temperature storage - initial resistance value)/initial resistance value} × 100

앞서 설명한 방법을 통해 각 전지에 대해 계산한 부피 변화율과 저항 증가율을 하기 표 3으로 정리하였다.The volume change rate and resistance increase rate calculated for each battery using the method described above are summarized in Table 3 below.

부피 변화율(%)Volume change rate (%) 저항 증가율(%)Resistance increase rate (%) 실시예 1Example 1 1212 1515 실시예 2Example 2 1212 1515 실시예 3Example 3 1313 1313 실시예 4Example 4 1111 1212 비교예 1Comparative Example 1 3737 4545 비교예 2Comparative Example 2 3030 3535 비교예 3Comparative Example 3 2525 4040 비교예 4Comparative Example 4 1818 2020 비교예 5Comparative Example 5 1818 1818

상기 표 3에서 나타낸 바와 같이, 실시예의 리튬 이차전지가 비교예 1 내지 3의 전지와 비교하여 고온 저장 후에도 가스 발생이 적어 부피 변화가 적고, 저항 증가 역시 적어 용량 특성을 안정적으로 유지할 수 있음을 확인하였다. 또한, 비교예 4 및 5의 전지의 경우, 실시예 대비 약간 열위한 용량 유지율 및 저항 증가율을 나타내었고, 앞선 실험예 1에서 설명한 바와 같이, 합성 및 보관 측면에서의 단점이 있고, 사이클 특성 측면에서도 실시예 대비 열위하다는 단점이 있다.As shown in Table 3, compared to the batteries of Comparative Examples 1 to 3, the lithium secondary battery of the example generates less gas even after storage at high temperature, resulting in less change in volume and less increase in resistance, confirming that capacity characteristics can be stably maintained. did. In addition, the batteries of Comparative Examples 4 and 5 showed slightly inferior capacity retention and resistance increase rates compared to the Examples, and as explained in Experimental Example 1, there were disadvantages in terms of synthesis and storage, and also in terms of cycle characteristics. It has the disadvantage of being inferior to the example.

Claims (14)

하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
[화학식 1]

상기 화학식 1에서,
L1 및 L2는 각각 독립적으로 직접 결합 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6의 알킬렌기이며,
R1 및 R2는 하기 화학식 2로 표시되는 치환기이고,
X는 하기 화학식 3 내지 6으로 표시되는 치환기 중 어느 하나이며,
n은 1 내지 3 중 어느 하나의 정수이며,
[화학식 2]

상기 화학식 2에서,
*는 L1 또는 L2에 결합하는 위치이고,
[화학식 3]

상기 화학식 3에서,
L3 내지 L6은 각각 독립적으로 직접 결합 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6의 알킬렌기이며,
R31 내지 R38은 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6의 알킬기이고,
Y1은 직접 결합, -O- 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6의 알킬렌기이며,
*는 화학식 1의 산소 원자에 결합하는 위치이며,
[화학식 4]

상기 화학식 4에서,
Y2 내지 Y4는 각각 독립적으로 직접 결합, -O- 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6의 알킬렌기이고,
*는 화학식 1의 산소 원자에 결합하는 위치이며,
[화학식 5]

상기 화학식 5에서,
Y5 및 Y6는 직접 결합, -N-, -O-, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 알케닐렌기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 알키닐렌기이고,
R41 내지 R44는 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6의 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C6의 알케닐기이며,
*는 화학식 1의 산소 원자에 결합하는 위치이며,
[화학식 6]

상기 화학식 6에서,
L7 내지 L12는 각각 독립적으로 -O-, 직접 결합 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6의 알킬렌기이고,
Y7은 직접 결합, -*, -O(R5), 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6의 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6의 알콕시기이며,
상기 R5는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C6의 알케닐기이고,
*는 화학식 1의 산소 원자에 결합하는 위치이며,
m 및 p는 0 또는 1의 정수이되, p가 1인 경우, Y7은 직접 결합이고, m은 1이다.
Compound represented by Formula 1:
[Formula 1]

In Formula 1,
L 1 and L 2 are each independently directly bonded or a substituted or unsubstituted C 1 to C 6 alkylene group,
R 1 and R 2 are substituents represented by the following formula (2),
X is any one of the substituents represented by the following formulas 3 to 6,
n is any integer from 1 to 3,
[Formula 2]

In Formula 2,
* is the position binding to L 1 or L 2 ,
[Formula 3]

In Formula 3 above,
L 3 to L 6 are each independently directly bonded or a substituted or unsubstituted C 1 to C 6 alkylene group,
R 31 to R 38 are each independently hydrogen or a substituted or unsubstituted C 1 to C 6 alkyl group,
Y 1 is a direct bond, -O-, or a substituted or unsubstituted C 1 to C 6 alkylene group,
* is the position bonding to the oxygen atom of Formula 1,
[Formula 4]

In Formula 4 above,
Y 2 to Y 4 are each independently a direct bond, -O-, or a substituted or unsubstituted C 1 to C 6 alkylene group,
* is the position bonding to the oxygen atom of Formula 1,
[Formula 5]

In Formula 5 above,
Y 5 and Y 6 are a direct bond, -N-, -O-, a substituted or unsubstituted C 1 to C 6 alkylene group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 10 alkenylene group, or a substituted or unsubstituted alkenylene group. It is an alkynylene group of C 2 to C 10 ,
R 41 to R 44 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C 1 to C 6 alkyl group, or a substituted or unsubstituted C 2 to C 6 alkenyl group,
* is the position bonding to the oxygen atom of Formula 1,
[Formula 6]

In Formula 6 above,
L 7 to L 12 are each independently -O-, a direct bond, or a substituted or unsubstituted C 1 to C 6 alkylene group,
Y 7 is a direct bond, -*, -O(R 5 ), a substituted or unsubstituted C 1 to C 6 alkyl group, or a substituted or unsubstituted C 1 to C 6 alkoxy group,
R 5 is a substituted or unsubstituted C 2 to C 6 alkenyl group,
* is the position bonding to the oxygen atom of Formula 1,
m and p are integers of 0 or 1, but when p is 1, Y 7 is a direct bond, and m is 1.
청구항 1에 있어서,
상기 L1 및 L2는 메틸렌기인 화합물.
In claim 1,
A compound wherein L 1 and L 2 are methylene groups.
청구항 1에 있어서,
상기 Y1은 직접 결합, -O- 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C3의 알킬렌기인 화합물.
In claim 1,
The compound where Y 1 is a direct bond, -O-, or a substituted or unsubstituted alkylene group of C 1 to C 3 .
청구항 1에 있어서,
상기 화학식 3은 하기 화학식 3-a 내지 3-d로 표시되는 치환기 중 어느 하나인 것인 화합물:

In claim 1,
The compound of Formula 3 is any one of the substituents represented by the following Formulas 3-a to 3-d:

청구항 1에 있어서,
상기 Y2 내지 Y4는 각각 독립적으로 직접 결합, -O- 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C3의 알킬렌기이되, 상기 Y2 및 Y3이 -O-인 경우, Y4는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C3의 알킬렌기인 화합물.
In claim 1,
Y 2 to Y 4 are each independently a direct bond, -O-, or a substituted or unsubstituted C 1 to C 3 alkylene group, but when Y 2 and Y 3 are -O-, Y 4 is substituted Or a compound having an unsubstituted C 1 to C 3 alkylene group.
청구항 1에 있어서,
상기 화학식 4는 하기 화학식 4-a 내지 4-f로 표시되는 치환기 중 어느 하나인 것인 화합물:

In claim 1,
The compound of Formula 4 is any one of the substituents represented by the following Formulas 4-a to 4-f:

청구항 1에 있어서,
상기 Y5가 -N- 또는 -O-인 경우, Y6는 직접 결합인 화합물.
In claim 1,
When Y 5 is -N- or -O-, Y 6 is a direct bond.
청구항 1에 있어서,
상기 화학식 5는 하기 화학식 5-a 내지 5-j로 표시되는 치환기 중 어느 하나인 것인 화합물:

In claim 1,
The compound of Formula 5 is any one of the substituents represented by the following Formulas 5-a to 5-j:

청구항 1에 있어서,
L7, L8, L11 및 L12는 각각 독립적으로 직접 결합 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C3의 알킬렌기인 화합물.
In claim 1,
L 7 , L 8 , L 11 and L 12 are each independently a direct bond or a substituted or unsubstituted C 1 to C 3 alkylene group.
청구항 1에 있어서,
상기 화학식 6은 하기 화학식 6-a 내지 6-i로 표시되는 치환기 중 어느 하나인 것인 화합물:

In claim 1,
The compound of Formula 6 is any one of the substituents represented by the following Formulas 6-a to 6-i:

청구항 1에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-a 내지 1-d로 표시되는 화합물인 것인 화합물:
[화학식 1-a]

[화학식 1-b]

[화학식 1-c]

[화학식 1-d]

In claim 1,
The compound represented by Formula 1 is a compound represented by the following Formulas 1-a to 1-d:
[Formula 1-a]

[Formula 1-b]

[Formula 1-c]

[Formula 1-d]

리튬염;
비수계 용매; 및
청구항 1 내지 11 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 비수 전해액.
lithium salt;
non-aqueous solvent; and
A non-aqueous electrolyte containing the compound according to any one of claims 1 to 11.
제12항에 있어서,
상기 화합물은 비수 전해액 전체 중량을 기준으로 하여 0.01 중량% 내지 10 중량%로 포함되는 것인 비수 전해액.
According to clause 12,
The non-aqueous electrolyte solution contains the compound in an amount of 0.01% by weight to 10% by weight based on the total weight of the non-aqueous electrolyte solution.
청구항 12에 따른 비수 전해액을 포함하는 리튬 이차전지.A lithium secondary battery containing the non-aqueous electrolyte according to claim 12.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018156761A (en) 2017-03-16 2018-10-04 三井化学株式会社 Nonaqueous electrolyte solution for battery, and lithium secondary battery
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