KR20160136671A - Electrolyte for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including the same - Google Patents
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Abstract
리튬염, 유기용매 및 첨가제를 포함하고, 상기 첨가제는 하기 화학식 1로 표시되는 황 함유 화합물을 포함하는 리튬 이차 전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지가 제공된다.
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서, 각 치환기는 명세서에 정의된 바와 같다.)There is provided an electrolyte for a lithium secondary battery comprising a lithium salt, an organic solvent and an additive, wherein the additive includes a sulfur-containing compound represented by the following general formula (1), and a lithium secondary battery comprising the same.
[Chemical Formula 1]
(Wherein each substituent is as defined in the specification).
Description
리튬 이차 전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다.To an electrolyte for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery comprising the same.
최근 첨단 전자산업의 발달로 전자 장비의 소형화 및 경량화가 가능하게 됨에 따라 휴대용 전자 기기의 사용이 증대되고 있다. 이러한 휴대용 전자 기기의 전원으로 높은 에너지 밀도를 가진 전지의 필요성이 증대되어 리튬 이차 전지의 연구가 활발하게 진행되고 있다.Background Art [0002] With the recent development of high-tech electronic industry, it is possible to miniaturize and lighten electronic equipments, and the use of portable electronic equipments is increasing. The need for a battery having a high energy density as a power source for such portable electronic devices has been increased, and research on lithium secondary batteries has been actively conducted.
이러한 리튬 이차 전지는 리튬을 인터칼레이션(intercalation) 및 디인터칼레이션(deintercalation)할 수 있는 양극 활물질을 포함하는 양극과 리튬을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 음극 활물질을 포함하는 음극을 포함하는 전지 셀에 전해액을 주입하여 사용된다. The lithium secondary battery includes a positive electrode including a positive electrode active material capable of intercalating and deintercalating lithium, a negative electrode including a negative active material capable of intercalating and deintercalating lithium, And the electrolyte solution is injected into the battery cell.
전해액은 리튬염이 용해된 유기 용매를 사용하고 있으며, 리튬 이차 전지의 안정성 및 성능을 결정하는데 중요하다.The electrolytic solution uses an organic solvent in which a lithium salt is dissolved and is important for determining the stability and performance of the lithium secondary battery.
이러한 리튬 이차 전지는 전지 성능의 한계가 있어 이에 대한 연구가 진행 중이다.Such a lithium secondary battery has limitations on the performance of the battery, and research is underway.
일 구현예는 전해액 함침성을 향상시켜 수명 특성을 개선하고 저항 감소로 인해 율 특성을 향상시킬 뿐 아니라 고온 방치 특성이 우수한 리튬 이차 전지용 전해액을 제공하기 위한 것이다.One embodiment of the present invention is to provide an electrolyte solution for a lithium secondary battery that improves lifetime characteristics by improving the electrolyte impregnability and improves the rate characteristics due to the decrease of resistance, and also has excellent high temperature storage characteristics.
다른 일 구현예는 상기 리튬 이차 전지용 전해액을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공하기 위한 것이다.Another embodiment is to provide a lithium secondary battery comprising the electrolyte for the lithium secondary battery.
일 구현예는 리튬염, 유기용매 및 첨가제를 포함하고, 상기 첨가제는 하기 화학식 1로 표시되는 황 함유 화합물을 포함하는 리튬 이차 전지용 전해액을 제공한다.One embodiment provides an electrolyte for a lithium secondary battery comprising a lithium salt, an organic solvent and an additive, wherein the additive comprises a sulfur-containing compound represented by the following formula (1).
[화학식 1][Chemical Formula 1]
(상기 화학식 1에서,(In the
R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 -SO3R'(R'은 수소 원자 또는 알칼리 금속임)이고, 상기 R1 및 R2 중 적어도 하나는 상기 -SO3R'이고,R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkynyl group, a substituted or unsubstituted A substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkenyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkynyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl Or -SO 3 R '(R' is a hydrogen atom or an alkali metal), at least one of R 1 and R 2 is -SO 3 R '
R3 및 R4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C8 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기이고,R 3 and R 4 are each independently a substituted or unsubstituted C 8 to
M1은 알칼리 금속이다.)M 1 is an alkali metal.)
상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 -SO3R'(R'은 수소 원자 또는 알칼리 금속임)이고, 상기 R1 및 R2 중 적어도 하나는 상기 -SO3R' 일 수 있고, R3 및 R4는 각각 치환 또는 비치환된 C8 내지 C20 알킬기일 수 있다.Wherein R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or -SO 3 R '(R' is a hydrogen atom or an alkali metal), and at least one of R 1 and R 2 is -SO 3 R , And R 3 and R 4 may each be a substituted or unsubstituted C 8 to
상기 황 함유 화합물은 상기 유기용매 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 내지 5 중량부로 포함될 수 있다.The sulfur-containing compound may be included in an amount of 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the organic solvent.
상기 첨가제는 하기 화학식 2로 표시되는 디에스테르계 화합물을 더 포함할 수 있다.The additive may further include a diester compound represented by the following formula (2).
[화학식 2](2)
(상기 화학식 2에서,(In the formula (2)
R5 및 R6은 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 -SO3R''(R''은 수소 원자 또는 알칼리 금속임)이고, 상기 R5 및 R6 중 적어도 하나는 상기 -SO3R'이고,R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkynyl group, a substituted or unsubstituted A substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkenyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkynyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl Or -SO 3 R '' (wherein R '' is a hydrogen atom or an alkali metal), at least one of R 5 and R 6 is -SO 3 R '
R7 및 R8은 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C8 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기이다.) R 7 and R 8 are each independently a substituted or unsubstituted C 8 to
상기 화학식 2에서 R5 및 R6은 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 -SO3R''(R''은 수소 원자 또는 알칼리 금속임)이고, 상기 R5 및 R6 중 적어도 하나는 상기 -SO3R'' 일 수 있고, R7 및 R8은 각각 치환 또는 비치환된 C8 내지 C20 알킬기일 수 있다.Wherein R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom or -SO 3 R "(wherein R" is a hydrogen atom or an alkali metal), and at least one of R 5 and R 6 is -SO 3 R ", and R 7 and R 8 may each be a substituted or unsubstituted C 8 to
상기 디에스테르계 화합물은 상기 유기용매 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 내지 5 중량부로 포함될 수 있다.The diester compound may be contained in an amount of 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the organic solvent.
상기 첨가제는 상기 황 함유 화합물 및 상기 디에스테르계 화합물을 1:1 내지 1:4의 중량비로 포함할 수 있다. The additive may include the sulfur-containing compound and the diester compound in a weight ratio of 1: 1 to 1: 4.
다른 일 구현예는 상기 전해액을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다.Another embodiment provides a lithium secondary battery comprising the electrolytic solution.
기타 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description below.
전해액 함침성이 향상됨으로써 우수한 수명 특성을 가지며 저항 감소로 인해 우수한 율 특성을 가질 뿐 아니라 고온 방치 특성이 우수한 리튬 이차 전지를 구현할 수 있다.It is possible to realize a lithium secondary battery having excellent lifetime characteristics as well as excellent temperature characteristics due to the reduction in resistance due to improved electrolyte impregnability.
도 1은 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지의 분해 사시도이다.
도 2는 실시예 1 및 비교예 1에 따른 전해액 함침성을 나타내는 그래프이다.
도 3a는 비교예 1에 따른 전해액의 순환전압전류(cyclic voltammetry, CV) 측정 그래프이다.
도 3b는 실시예 1에 따른 전해액의 순환전압전류(cyclic voltammetry, CV) 측정 그래프이다.
도 4a는 실시예 1과 비교예 1 및 2에 따른 리튬 이차 전지의 1C-rate 에서의 사이클 수명을 나타내는 그래프이다.
도 4b는 실시예 1과 비교예 1 및 2에 따른 리튬 이차 전지의 1.5C-rate 에서의 사이클 수명을 나타내는 그래프이다.
도 5는 실시예 1 및 비교예 1에 따른 리튬 이차 전지의 고온 방치시 용량 유지율을 나타내는 그래프이다.
도 6은 실시예 1 및 비교예 1에 따른 리튬 이차 전지의 고온 방치시 내부저항 증가율을 나타내는 그래프이다. 1 is an exploded perspective view of a lithium secondary battery according to one embodiment.
2 is a graph showing electrolyte impregnability according to Example 1 and Comparative Example 1. Fig.
FIG. 3A is a graph of a cyclic voltammetry (CV) measurement of an electrolytic solution according to Comparative Example 1. FIG.
FIG. 3B is a graph of a cyclic voltammetry (CV) measurement of the electrolyte according to Example 1. FIG.
FIG. 4A is a graph showing the cycle life at 1 C-rate of the lithium secondary battery according to Example 1 and Comparative Examples 1 and 2. FIG.
FIG. 4B is a graph showing the cycle life at 1.5 C-rate of the lithium secondary battery according to Example 1 and Comparative Examples 1 and 2. FIG.
5 is a graph showing the capacity retention rate at the time of leaving the lithium secondary battery according to Example 1 and Comparative Example 1 at high temperature.
6 is a graph showing the rate of increase in internal resistance when the lithium secondary battery according to Example 1 and Comparative Example 1 is left at a high temperature.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, it should be understood that the present invention is not limited thereto, and the present invention is only defined by the scope of the following claims.
본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, '치환된'이란, 화합물 중의 수소 원자가 할로겐 원자(F, Br, Cl 또는 I), 히드록시기, 알콕시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아지도기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 카르보닐기, 카르바밀기, 티올기, 에스테르기, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산이나 그의 염, C1 내지 C20 알킬기, C2 내지 C20 알케닐기, C2 내지 C20 알키닐기, C6 내지 C30 아릴기, C7 내지 C30 아릴알킬기, C1 내지 C4 알콕시기, C1 내지 C20 헤테로알킬기, C3 내지 C20 헤테로아릴알킬기, C3 내지 C30 사이클로알킬기, C3 내지 C15 사이클로알케닐기, C6 내지 C15 사이클로알키닐기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알킬기 및 이들의 조합에서 선택된 치환기로 치환된 것을 의미한다.Unless otherwise defined herein, 'substituted' means that a hydrogen atom in the compound is a halogen atom (F, Br, Cl or I), a hydroxy group, an alkoxy group, a nitro group, a cyano group, an amino group, A carboxyl group or a salt thereof, a sulfonic acid group or a salt thereof, a phosphoric acid or a salt thereof, a C1 to C20 alkyl group, a C2 to C20 alkenyl group, a C2 to C20 alkenyl group, a C2 to C20 alkenyl group, C6 to C30 arylalkyl groups, C7 to C30 arylalkyl groups, C1 to C4 alkoxy groups, C1 to C20 heteroalkyl groups, C3 to C20 heteroarylalkyl groups, C3 to C30 cycloalkyl groups, C3 to C15 cycloalkenyl groups, C6 to C30 heteroaryl groups, C15 cycloalkynyl group, a C2 to C20 heterocycloalkyl group, and combinations thereof.
또한, 본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, '헤테로'란, N, O, S 및 P에서 선택된 헤테로 원자를 1 내지 3개 함유한 것을 의미한다.In addition, unless otherwise defined herein, "hetero" means containing 1 to 3 heteroatoms selected from N, O, S and P.
이하, 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지용 전해액에 대해 설명한다.Hereinafter, an electrolyte solution for a lithium secondary battery according to one embodiment will be described.
본 구현예에 따른 전해액은 리튬염, 유기용매 및 첨가제를 포함할 수 있다. The electrolytic solution according to this embodiment may include a lithium salt, an organic solvent, and an additive.
상기 첨가제는 하기 화학식 1로 표시되는 황 함유 화합물을 포함할 수 있다.The additive may include a sulfur-containing compound represented by the following general formula (1).
[화학식 1][Chemical Formula 1]
(상기 화학식 1에서,(In the
R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 -SO3R'(R'은 수소 원자 또는 알칼리 금속임)이고, 상기 R1 및 R2 중 적어도 하나는 상기 -SO3R'이고,R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkynyl group, a substituted or unsubstituted A substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkenyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkynyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl Or -SO 3 R '(R' is a hydrogen atom or an alkali metal), at least one of R 1 and R 2 is -SO 3 R '
R3 및 R4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C8 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기이고,R 3 and R 4 are each independently a substituted or unsubstituted C 8 to
M1은 알칼리 금속이다.)M 1 is an alkali metal.)
상기 화학식 1로 표시되는 황 함유 화합물은 계면활성제 역할을 할 수 있다. 다시 말해, 상기 황 함유 화합물은 전해액 내에서 계면과의 친화성을 증가시켜 극판과의 함침성을 높일 수 있고, 이에 따라 전지의 사이클 수명 특성을 향상시킬 수 있다. 또한 음극 활물질로 주로 사용되는 탄소 재료는 소수성인데, 이는 전극 제조를 위한 슬러리 준비 과정에서 친수성 용매와의 호환성이 낮아져 고형성분들의 균일한 분산성이 떨어지며, 이러한 소수성은 극성이 큰 전해액의 함침을 어렵게 하는 문제가 있다. 일 구현예에서는 전해액에 상기 화학식 1로 표시되는 황 함유 화합물과 같은 계면활성제를 첨가함으로써 전해액 함침성을 향상시키며, 이에 따라 극판의 국부적으로 충전되는 열화를 방지할 수 있다. 또한 전해액의 전기화학적 안정성도 확보할 수 있으며, 이는 순환전압전류(cyclic voltammetry, CV) 측정 결과 특별한 분해 피크가 나타나지 않는 것으로부터 확인할 수 있다. 따라서 전지의 사이클 수명 특성을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 저항 감소로 인해 율 특성을 향상시킬 수 있고, 또한 우수한 고온 방치 특성도 확보할 수 있다. The sulfur-containing compound represented by Formula 1 may serve as a surfactant. In other words, the sulfur-containing compound increases the affinity with the interface in the electrolytic solution to enhance the impregnability with the electrode plate, thereby improving the cycle life characteristics of the battery. The carbon material mainly used as the negative electrode active material is hydrophobic. This is because the compatibility with the hydrophilic solvent is lowered in the preparation of the slurry for preparing the electrode, the uniform dispersibility of the solidified material is lowered, and the hydrophobic property There is a problem that makes it difficult. In one embodiment, the addition of a surfactant such as the sulfur-containing compound represented by the above formula (1) to the electrolytic solution improves the impregnation of the electrolyte solution, thereby preventing localized charging deterioration of the electrode plate. In addition, the electrochemical stability of the electrolyte can be ensured, and it can be confirmed from the fact that a specific decomposition peak does not appear as a result of cyclic voltammetry (CV) measurement. Therefore, not only the cycle life characteristics of the battery can be improved, but also the rate characteristics can be improved due to the decrease in resistance, and excellent high temperature storage characteristics can be ensured.
구체적으로, 상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 상기 황 함유 화합물에 친수성을 부여하는 부분으로, 전해액과의 친화성을 향상시킬 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 -SO3R'(R'은 수소 원자 또는 알칼리 금속임)이고, 상기 R1 및 R2 중 적어도 하나는 상기 -SO3R' 일 수 있다.Specifically, R 1 and R 2 in the above formula (1) are the moieties imparting hydrophilicity to the sulfur-containing compound and can improve the affinity with the electrolyte solution. More specifically, in formula (1), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or -SO 3 R '(R' is a hydrogen atom or an alkali metal), and at least one of R 1 and R 2 is -SO 3 R '.
또한 상기 화학식 1에서 R3 및 R4는 상기 황 함유 화합물에 소수성을 부여하는 부분으로, 극판과의 친화성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 R3 및 R4는 각각 치환 또는 비치환된 C8 내지 C20 알킬기일 수 있다.In the above formula (1), R 3 and R 4 are the moieties imparting hydrophobicity to the sulfur-containing compound and can improve the affinity with the electrode plate. Specifically, R 3 and R 4 may each be a substituted or unsubstituted C 8 to
상기 황 함유 화합물은 상기 유기용매 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 내지 5 중량부로 포함될 수 있고, 예를 들면, 0.05 중량부 내지 1 중량부, 0.1 중량부 내지 0.5 중량부, 0.1 중량부 내지 0.3 중량부로 포함될 수 있다. 상기 황 함유 화합물이 상기 함량 범위 내로 포함되는 경우 전해액 함침성이 더욱 향상됨에 따라 사이클 수명 특성 및 율 특성이 우수하고 고온 방치 특성이 우수한 리튬 이차 전지를 구현할 수 있다.The sulfur-containing compound may be included in an amount of 0.01 to 5 parts by weight, for example, 0.05 to 1 part by weight, 0.1 to 0.5 parts by weight, and 0.1 to 0.3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the organic solvent. ≪ / RTI > When the sulfur-containing compound is contained within the above-mentioned content range, the electrolyte impregnability is further improved, thereby realizing a lithium secondary battery having excellent cycle life characteristics and rate characteristics and excellent high-temperature storage characteristics.
상기 첨가제는 상기 황 함유 화합물 이외에도 하기 화학식 2로 표시되는 디에스테르계 화합물을 더 포함할 수 있다.The additive may further include a diester compound represented by the following formula (2) in addition to the sulfur-containing compound.
[화학식 2](2)
(상기 화학식 2에서,(In the formula (2)
R5 및 R6은 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 -SO3R''(R''은 수소 원자 또는 알칼리 금속임)이고, 상기 R5 및 R6 중 적어도 하나는 상기 -SO3R'이고,R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkynyl group, a substituted or unsubstituted A substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkenyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkynyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl Or -SO 3 R '' (wherein R '' is a hydrogen atom or an alkali metal), at least one of R 5 and R 6 is -SO 3 R '
R7 및 R8은 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C8 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기이다.)R 7 and R 8 are each independently a substituted or unsubstituted C 8 to
상기 화학식 2로 표시되는 디에스테르계 화합물은 상기 황 함유 화합물과 마찬가지로 계면활성제 역할을 할 수 있다. 다시 말해, 상기 디에스테르계 화합물은 상기 황 함유 화합물과 함께 전해액 내에서 계면과의 친화성을 더욱 증가시켜 극판과의 함침성을 크게 높일 수 있고, 이에 따라 전지의 사이클 수명 특성을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한 전해액의 전기화학적 안정성도 확보할 수 있으며, 계면에 안정적인 피막을 형성함으로써 율 특성을 더욱 향상시킬 수 있다. The diester compound represented by
구체적으로, 상기 화학식 2에서 R5 및 R6은 상기 디에스테르계 화합물에 친수성을 부여하는 부분으로, 전해액과의 친화성을 향상시킬 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 화학식 2에서 R5 및 R6은 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 -SO3R''(R''은 수소 원자 또는 알칼리 금속임)이고, 상기 R5 및 R6 중 적어도 하나는 상기 -SO3R'' 일 수 있다.Specifically, R 5 and R 6 in the formula (2) are the moieties imparting hydrophilicity to the diester compound and can improve the affinity with the electrolyte solution. More specifically, in the general formula (2), R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom or -SO 3 R "(wherein R" is a hydrogen atom or an alkali metal), and at least one of R 5 and R 6 It may be in the -SO 3 R ''.
또한 상기 화학식 2에서 R7 및 R8은 상기 디에스테르계 화합물에 소수성을 부여하는 부분으로, 극판과의 친화성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 R7 및 R8은 각각 치환 또는 비치환된 C8 내지 C20 알킬기일 수 있다.In the above formula (2), R 7 and R 8 are the moieties imparting hydrophobicity to the diester compound and can improve the affinity with the electrode plate. Specifically, R 7 and R 8 may each be a substituted or unsubstituted C 8 to
상기 디에스테르계 화합물은 상기 유기용매 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 내지 5 중량부로 포함될 수 있고, 예를 들면, 0.05 중량부 내지 1 중량부, 0.1 중량부 내지 0.5 중량부, 0.1 중량부 내지 0.3 중량부로 포함될 수 있다. 상기 디에스테르계 화합물이 상기 함량 범위 내로 포함되는 경우 전해액 함침성이 더욱 향상됨에 따라 사이클 수명 특성 및 율 특성이 우수하고 고온 방치 특성이 우수한 리튬 이차 전지를 구현할 수 있다.The diester compound may be contained in an amount of 0.01 to 5 parts by weight, for example, 0.05 to 1 part by weight, 0.1 to 0.5 parts by weight, and 0.1 to 0.3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the organic solvent. By weight. When the diester compound is contained within the above range, the electrolyte impregnability is further improved, thereby realizing a lithium secondary battery having excellent cycle life characteristics and rate characteristics and excellent high temperature storage characteristics.
상기 황 함유 화합물과 상기 디에스테르계 화합물을 혼합하여 사용하는 경우, 상기 황 함유 화합물 및 상기 디에스테르계 화합물은 1:1 내지 1:4의 중량비로 사용될 수 있고, 예를 들면, 1:1 내지 1:3의 중량비로 사용될 수 있다. 상기 황 함유 화합물 및 상기 디에스테르계 화합물을 상기 중량비 범위 내로 혼합 사용하는 경우 전해액 함침성이 더욱 향상됨에 따라 사이클 수명 특성 및 율 특성이 우수하고 고온 방치 특성이 우수한 리튬 이차 전지를 구현할 수 있다. When the sulfur-containing compound and the diester compound are used in combination, the sulfur-containing compound and the diester compound may be used in a weight ratio of 1: 1 to 1: 4, for example, 1: 1 to 1: 1: 3 by weight. When the sulfur-containing compound and the diester-based compound are mixed in the weight ratio range, the electrolyte impregnability is further improved, so that a lithium secondary battery having excellent cycle life characteristics and rate characteristics and excellent high-temperature storage characteristics can be realized.
전해액 성분인 상기 유기용매는 카보네이트계 화합물, 에스테르계 화합물, 에테르계 화합물, 케톤계 화합물, 알코올계 화합물 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다. The organic solvent as the electrolytic solution may be a carbonate compound, an ester compound, an ether compound, a ketone compound, an alcohol compound or a combination thereof.
상기 카보네이트계 화합물로는 디에틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디프로필 카보네이트(DPC), 메틸프로필 카보네이트(MPC), 에틸프로필 카보네이트(EPC), 에틸메틸 카보네이트(EMC), 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC) 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다. 상기 에스테르계 화합물로는 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, n-프로필아세테이트, 메틸프로피오네이트, 에틸프로피오네이트, γ-부티로락톤, 데카놀라이드(decanolide), 발레로락톤, 메발로노락톤(mevalonolactone), 카프로락톤(caprolactone) 등이 사용될 수 있다. 이들 중에서 상기 에틸프로피오네이트는 점도가 낮은 용매로서 상기 카보네이트계 화합물과 혼합 사용함으로써 점도를 조절할 수 있다. 상기 에테르계 화합물로는 디부틸에테르, 테트라글라임, 디글라임, 디메톡시에탄, 2-메틸테트라히드로퓨란, 테트라히드로퓨란 등이 사용될 수 있다. 상기 케톤계 화합물로는 시클로헥사논 등이 사용될 수 있다. 상기 알코올계 화합물로는 에틸알코올, 이소프로필 알코올 등이 사용될 수 있다.Examples of the carbonate compound include diethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), methyl propyl carbonate (MPC), ethyl propyl carbonate (EPC), ethyl methyl carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), or a combination thereof. Examples of the ester compound include methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate,? -Butyrolactone, decanolide, valerolactone, mevalonolactone ), Caprolactone, etc. may be used. Among them, the ethyl propionate can be used as a solvent having a low viscosity to control viscosity by mixing with the carbonate compound. As the ether compound, dibutyl ether, tetraglyme, diglyme, dimethoxyethane, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydrofuran and the like can be used. As the ketone-based compound, cyclohexanone and the like can be used. As the alcohol compound, ethyl alcohol, isopropyl alcohol and the like can be used.
전해액 성분인 상기 리튬염은 상기 유기용매에 용해되어, 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 작용하여 기본적인 리튬 이차 전지의 작동을 가능하게 하고, 양극과 음극 사이의 리튬 이온의 이동을 촉진하는 역할을 할 수 있다.The lithium salt as an electrolytic solution component dissolves in the organic solvent to act as a source of lithium ions in the cell to enable operation of a basic lithium secondary battery and to promote the movement of lithium ions between the positive electrode and the negative electrode .
상기 리튬염은 LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiN(SO3C2F5)2, LiC4F9SO3, LiClO4, LiAlO2, LiAlCl4, LiN(CxF2x +1SO2)(CyF2y +1SO2)(여기서, x 및 y는 자연수임), LiCl, LiI, LiB(C2O4)2(리튬비스옥살레이토보레이트(LiBOB), 리튬비스(플루오로술포닐)이미드(LiFSI), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. The lithium salt is LiPF 6, LiBF 4, LiSbF 6 , LiAsF 6, LiN (SO 3 C 2 F 5) 2, LiC 4 F 9 SO 3,
상기 리튬염의 농도는 0.1 M 내지 2.0 M 일 수 있다. 상기 리튬염의 농도가 상기 범위 내일 경우 전해액이 적절한 전도도 및 점도를 가짐에 따라 우수한 전해액 성능을 나타낼 수 있고, 리튬 이온이 효과적으로 이동할 수 있다.The concentration of the lithium salt may be 0.1 M to 2.0 M. When the concentration of the lithium salt is within the above range, the electrolytic solution exhibits excellent conductivity and viscosity as well as excellent electrolyte performance, and lithium ions can effectively move.
이하, 전술한 전해액을 포함하는 리튬 이차 전지에 대하여 도 1을 참고하여 설명한다.Hereinafter, a lithium secondary battery including the electrolyte will be described with reference to FIG.
도 1은 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지의 분해 사시도이다. 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지는 각형인 것을 예로 설명하지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 원통형, 파우치형 등 다양한 형태의 전지에 적용될 수 있다.1 is an exploded perspective view of a lithium secondary battery according to one embodiment. The lithium secondary battery according to one embodiment is explained as an example, but the present invention is not limited thereto, and can be applied to various types of batteries such as a cylindrical type, a pouch type, and the like.
도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지(100)는 양극(10)과 음극(20) 사이에 세퍼레이터(30)를 개재하여 귄취된 전극 조립체(40)와, 상기 전극 조립체(40)가 내장되는 케이스(50)를 포함할 수 있다. 상기 양극(10), 상기 음극(20) 및 상기 세퍼레이터(30)는 전해액(미도시)에 함침되어 있을 수 있다.1, a lithium
상기 전해액은 전술한 바와 같다.The electrolytic solution is as described above.
상기 양극은 집전체 및 상기 집전체에 형성되는 양극 활물질층을 포함한다. 상기 양극 활물질층은 양극 활물질을 포함하고, 선택적으로 바인더 및 도전재를 더 포함할 수 있다.The positive electrode includes a current collector and a positive electrode active material layer formed on the current collector. The cathode active material layer may include a cathode active material, and may further include a binder and a conductive material.
상기 집전체로는 Al(알루미늄)을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Al (aluminum) may be used as the current collector, but the present invention is not limited thereto.
상기 양극 활물질로는 리튬의 가역적인 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물(리티에이티드 인터칼레이션 화합물)을 사용할 수 있다. 상기 양극 활물질의 구체적인 예로는 하기 화학식 중 어느 하나로 표현되는 화합물을 사용할 수 있다:As the cathode active material, a compound capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium (a lithiated intercalation compound) can be used. Specific examples of the positive electrode active material may include a compound represented by any one of the following formulas:
LiaA1 - bBbD2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 및 0 ≤ b ≤ 0.5이다); LiaE1 -bBbO2-cDc(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05이다); LiE2-bBbO4-cDc(상기 식에서, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05이다); LiaNi1 -b- cCobBcDα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α ≤ 2이다); LiaNi1 -b- cCobBcO2 -αFα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2이다); LiaNi1 -b- cCobBcO2 -αF2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2이다); LiaNi1 -b- cMnbBcDα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α ≤ 2이다); LiaNi1 -b-cMnbBcO2-αFα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2이다); LiaNi1 -b- cMnbBcO2 -αF2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2이다); LiaNibEcGdO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0.001 ≤ d ≤ 0.1이다.); LiaNibCocMndGeO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 ≤ d ≤0.5, 0.001 ≤ e ≤ 0.1이다.); LiaNiGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaCoGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaMnGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaMn2GbO4(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); QO2; QS2; LiQS2; V2O5; LiV2O5; LiIO2; LiNiVO4; Li(3-f)J2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); Li(3-f)Fe2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); 및 LiFePO4.Li a A 1 - b B b D 2 wherein, in the formula, 0.90? A? 1.8, and 0? B? 0.5; Li a E 1 -b B b O 2 -c D c wherein, in the formula, 0.90? A? 1.8, 0? B? 0.5, 0? C? 0.05; LiE (in the above formula, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05) 2-b B b O 4-c D c; Li a Ni 1 -b- c Co b B c D ? Wherein, in the formula, 0.90? A? 1.8, 0? B? 0.5, 0? C? 0.05, 0 <? Li a Ni 1 - b - c Co b B c O 2 - ? F ? Wherein the 0.90? A? 1.8, 0? B? 0.5, 0? C? 0.05, 0 <? Li a Ni 1 -b- c Co b B c O 2 - ? F 2 wherein 0.90? A? 1.8, 0? B? 0.5, 0? C? 0.05, 0 <? Li a Ni 1 -b- c Mn b B c D ? Wherein, in the formula, 0.90? A? 1.8, 0? B? 0.5, 0? C? 0.05, 0 <? Li a Ni 1 -bc Mn b B c O 2 -? F ? Wherein, in the formula, 0.90? A? 1.8, 0? B? 0.5, 0? C? 0.05, 0 <? Li a Ni 1 -b- c Mn b B c O 2 - ? F 2 wherein 0.90? A? 1.8, 0? B? 0.5, 0? C? 0.05, 0 <? Li a Ni b E c G d O 2 wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, and 0.001 ≤ d ≤ 0.1; Li a Ni b Co c Mn d GeO 2 wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 ≤ d ≤ 0.5, and 0.001 ≤ e ≤ 0.1; Li a NiG b O 2 (in the above formula, 0.90? A? 1.8, and 0.001? B? 0.1); Li a CoG b O 2 wherein, in the above formula, 0.90? A? 1.8, and 0.001? B? 0.1; Li a MnG b O 2 (in the above formula, 0.90? A? 1.8, 0.001? B? 0.1); Li a Mn 2 G b O 4 wherein, in the above formula, 0.90? A? 1.8, and 0.001? B? 0.1; QO 2; QS 2 ; LiQS 2 ; V 2 O 5 ; LiV 2 O 5 ; LiIO 2 ; LiNiVO 4; Li (3-f) J 2 (PO 4 ) 3 (0? F? 2); Li (3-f) Fe 2 (PO 4 ) 3 (0? F? 2); And LiFePO 4.
상기 화학식에 있어서, A는 Ni, Co, Mn 또는 이들의 조합이고; B는 Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, 희토류 원소 또는 이들의 조합이고; D는 O, F, S, P, 또는 이들의 조합이고; E는 Co, Mn 또는 이들의 조합이고; F는 F, S, P 또는 이들의 조합이고; G는 Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V 또는 이들의 조합이고; Q는 Ti, Mo, Mn 또는 이들의 조합이고; I는 Cr, V, Fe, Sc, Y 또는 이들의 조합이고; J는 V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu 또는 이들의 조합일 수 있다.In the above formula, A is Ni, Co, Mn or a combination thereof; B is Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, a rare earth element or a combination thereof; D is O, F, S, P, or a combination thereof; E is Co, Mn or a combination thereof; F is F, S, P or a combination thereof; G is Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V or a combination thereof; Q is Ti, Mo, Mn or a combination thereof; I is Cr, V, Fe, Sc, Y or a combination thereof; J may be V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu or a combination thereof.
이들 중 더욱 구체적으로, 코발트, 망간, 니켈, 알루미늄 또는 이들의 조합의 금속과 리튬과의 복합 산화물 중 1종 이상의 것을 사용할 수 있으며, 그 예로는, 리튬 코발트 산화물, 리튬 니켈 코발트 망간 산화물, 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물 또는 이들의 조합을 들 수 있다. More specifically, one or more of complex oxides of metal and lithium of cobalt, manganese, nickel, aluminum or a combination thereof may be used. Examples of the complex oxide include lithium cobalt oxide, lithium nickel cobalt manganese oxide, lithium nickel Cobalt aluminum oxide, or a combination thereof.
상기 바인더는 양극 활물질 입자들을 서로 잘 부착시키고, 또한 양극 활물질을 양극 집전체에 잘 부착시키는 역할을 하며, 구체적인 예로는 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스, 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 에틸렌 옥사이드 함유 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 에폭시 수지, 나일론 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The binder serves to adhere the positive electrode active material particles to each other well and adhere the positive electrode active material to the positive electrode current collector. Specific examples thereof include polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose, diacetylcellulose, polyvinyl chloride , Carboxylated polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, ethylene oxide containing polymer, polyvinyl pyrrolidone, polyurethane, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, polypropylene, styrene-butadiene rubber, Acrylated styrene-butadiene rubber, epoxy resin, nylon, and the like, but are not limited thereto.
상기 도전재는 전극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 구성되는 전지에 있어서, 화학변화를 야기하지 않고 전자 전도성 재료이면 어떠한 것도 사용가능하며, 그 예로 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 탄소섬유, 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말, 금속 섬유 등을 사용할 수 있고, 또한 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 재료를 1종 또는 1종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.The conductive material is used for imparting conductivity to the electrode. Any conductive material can be used without causing any chemical change in the battery. Examples of the conductive material include natural graphite, artificial graphite, carbon black, acetylene black, Metal powders such as black, carbon fiber, copper, nickel, aluminum, and silver, metal fibers, and the like, and conductive materials such as polyphenylene derivatives may be used alone or in combination.
상기 음극은 집전체 및 상기 집전체 위에 형성되는 음극 활물질층을 포함한다.The negative electrode includes a current collector and a negative electrode active material layer formed on the current collector.
상기 집전체는 구리 박 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The collector may be copper foil or the like, but is not limited thereto.
상기 음극 활물질층은 음극 활물질, 바인더 및 선택적으로 도전재를 포함한다.The negative electrode active material layer includes a negative electrode active material, a binder, and optionally a conductive material.
상기 음극 활물질로는 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 물질, 리튬 금속, 리튬 금속의 합금, 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 물질, 또는 전이 금속 산화물을 사용할 수 있다.As the negative electrode active material, a material capable of reversibly intercalating / deintercalating lithium ions, a lithium metal, an alloy of lithium metal, a material capable of doping and dedoping lithium, or a transition metal oxide may be used .
상기 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 물질로는 탄소 물질로서, 리튬 이차 전지에서 일반적으로 사용되는 탄소계 음극 활물질은 어떠한 것도 사용할 수 있으며, 그 대표적인 예로는 결정질 탄소, 비정질 탄소 또는 이들을 함께 사용할 수 있다. 상기 결정질 탄소의 예로는 무정형, 판상, 린편상(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 material capable of reversibly intercalating / deintercalating lithium ions, any carbonaceous anode active material generally used in lithium secondary batteries can be used as the carbonaceous material, and typical examples thereof include crystalline carbon, Amorphous carbon or any combination thereof. Examples of the crystalline carbon include graphite such as natural graphite or artificial graphite in the form of amorphous, plate-like, flake, spherical or fibrous type. Examples of the amorphous carbon include soft carbon (soft carbon) Or hard carbon, mesophase pitch carbide, fired coke, and the like.
상기 리튬 금속의 합금으로는 리튬과 Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Si, Sb, Pb, In, Zn, Ba, Ra, Ge, Al 및 Sn으로 이루어진 군에서 선택되는 금속의 합금이 사용될 수 있다.As the lithium metal alloy, a lithium-metal alloy may be selected from the group consisting of lithium, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Si, Sb, Pb, In, Zn, Ba, An alloy of a selected metal may be used.
상기 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 물질로는 Si, SiOx(0<x<2), Si-C 복합체, Si-Y 합금(상기 Y는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13족 내지 16족 원소, 전이금속, 희토류 원소 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소이며, Si은 아님), Sn, SnO2, Sn-C 복합체, Sn-Y(상기 Y는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13족 내지 16족 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, Tl, Ge, P, As, Sb, Bi, S, Se, Te, Po, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.As the material capable of doping and dedoping lithium, Si, SiO x (0 <x <2), Si-C composite, Si-Y alloy (Y is an alkali metal, an alkaline earth metal, , a transition metal, an element selected from the group consisting of rare earth elements and combinations thereof, Si is not), Sn, SnO 2, Sn-C composite, Sn-Y (wherein Y is an alkali metal, alkaline earth metal, a group 13 to An element selected from the group consisting of a Group 16 element, a transition metal, a rare earth element, and combinations thereof, and is not Sn), and at least one of them may be mixed with SiO 2 . The element Y may be at least one element selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, Rf, V, Nb, Ta, Db, Cr, Mo, W, Sg, Pb, Ru, Os, Hs, Rh, Ir, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, B, Al, Ga, Sn, In, Tl, Ge, P, As, Se, Te, Po, and combinations thereof.
상기 전이 금속 산화물로는 바나듐 산화물, 리튬 바나듐 산화물 등을 들 수 있다. Examples of the transition metal oxide include vanadium oxide, lithium vanadium oxide, and the like.
상기 바인더는 음극 활물질 입자들을 서로 잘 부착시키고, 또한 음극 활물질을 음극 집전체에 잘 부착시키는 역할을 하며, 그 대표적인 예로 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 에틸렌 옥사이드를 포함하는 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 에폭시 수지, 나일론 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The binder serves to adhere the negative electrode active material particles to each other and adhere the negative electrode active material to the negative electrode current collector. Typical examples thereof include polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, polyvinyl chloride, Such as polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, polymers comprising ethylene oxide, polyvinyl pyrrolidone, polyurethane, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, polypropylene, styrene-butadiene rubber, Styrene-butadiene rubber, epoxy resin, nylon, and the like may be used, but the present invention is not limited thereto.
상기 도전재는 전극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 구성되는 전지에 있어서, 화학변화를 야기하지 않고 전자 전도성 재료이면 어떠한 것도 사용가능하며, 그 예로 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 탄소섬유 등의 탄소계 물질; 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말 또는 금속 섬유 등의 금속계 물질; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 폴리머; 또는 이들의 혼합물을 포함하는 도전성 재료를 사용할 수 있다.The conductive material is used for imparting conductivity to the electrode. Any conductive material can be used without causing any chemical change in the battery. Examples of the conductive material include natural graphite, artificial graphite, carbon black, acetylene black, Carbon-based materials such as black and carbon fiber; Metal powders such as copper, nickel, aluminum, and silver, or metal-based materials such as metal fibers; Conductive polymers such as polyphenylene derivatives; Or a mixture thereof may be used.
상기 양극 및 음극은 각각 활물질, 도전재 및 바인더를 용매 중에서 혼합하여 활물질 조성물을 제조하고, 이 조성물을 집전체에 도포하여 제조한다. 이와 같은 전극 제조 방법은 당해 분야에 널리 알려진 내용이므로 본 명세서에서 상세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 용매로는 N-메틸피롤리돈, 물 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The positive electrode and the negative electrode are prepared by mixing an active material, a conductive material and a binder in a solvent to prepare an active material composition, and applying the composition to a current collector. The method of manufacturing the electrode is well known in the art, and therefore, a detailed description thereof will be omitted herein. As the solvent, N-methylpyrrolidone, water and the like can be used, but it is not limited thereto.
상기 세퍼레이터는 음극과 양극을 분리하고 리튬 이온의 이동 통로를 제공하는 것으로 리튬 전지에서 통상적으로 사용되는 것이라면 모두 사용가능하다. 즉, 전해질의 이온 이동에 대하여 저저항이면서 전해액 함습 능력이 우수한 것이 사용될 수 있다. 예를 들어, 유리 섬유, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 또는 이들의 조합물 중에서 선택된 것으로서, 부직포 또는 직포 형태이어도 무방하다. 예를 들어, 리튬이온전지에는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 폴리올레핀계 고분자 세퍼레이터가 주로 사용되고, 내열성 또는 기계적 강도 확보를 위해 세라믹 성분 또는 고분자 물질이 포함된 코팅된 세퍼레이터가 사용될 수도 있으며, 선택적으로 단층 또는 다층 구조로 사용될 수 있다.The separator separates the negative electrode and the positive electrode and provides a passage for lithium ion, and any separator can be used as long as it is commonly used in a lithium battery. That is, it is possible to use an electrolyte having a low resistance to ion movement and an excellent ability to impregnate an electrolyte. For example, selected from glass fibers, polyester, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene (PTFE), or a combination thereof, and may be nonwoven fabric or woven fabric. For example, a polyolefin-based polymer separator such as polyethylene, polypropylene and the like is mainly used for a lithium ion battery, and a coated separator containing a ceramic component or a polymer substance may be used for heat resistance or mechanical strength, Structure.
전술한 전해액을 포함하는 리튬 이차 전지는 사이클 수명 특성, 율특서 및 고온 방치 특성 등의 전지 성능을 향상시키면서 우수한 안정성을 확보할 수 있다.
The lithium secondary battery including the electrolyte described above can secure excellent stability while improving battery performance such as cycle life characteristics, rate characteristics and high temperature storage characteristics.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다. 또한, 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described. However, the embodiments described below are only intended to illustrate or explain the present invention, and thus the present invention should not be limited thereto. In addition, contents not described here can be inferred sufficiently technically if they are skilled in the art, and a description thereof will be omitted.
실시예Example 1 One
LiNi1 /3Co1 /3Mn1 /3O2 80 중량% 및 LiNi1 /3Co1 /3Al1 /3O2 20 중량%의 혼합물, 폴리비닐리덴플루오라이드 및 카본블랙을 94:3:3의 중량비로 N-메틸피롤리돈(NMP) 용매에 첨가하여 슬러리를 제조하였다. 상기 슬러리를 알루미늄(Al) 박막에 도포 및 건조하고 압연하여 양극을 제조하였다. LiNi 1/3 Co 1/3
인조흑연, 카르복시메틸셀룰로오스 및 스티렌-부타디엔 고무를 98:1:1의 중량비로 증류수에 첨가하여 슬러리를 제조하였다. 상기 슬러리를 구리 호일에 도포 및 건조하고 압연하여 음극을 제조하였다. Artificial graphite, carboxymethylcellulose and styrene-butadiene rubber were added to distilled water at a weight ratio of 98: 1: 1 to prepare a slurry. The slurry was applied to a copper foil, dried and rolled to produce a negative electrode.
에틸렌 카보네이트(EC), 에틸메틸 카보네이트(EMC) 및 디메틸 카보네이트(DMC)를 2:4:4의 부피비로 혼합한 유기용매에 1.15M의 LiPF6를 첨가하고 상기 유기용매 100 중량부에 대하여 첨가제로서 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물 0.1 중량부를 첨가하여 전해액을 제조하였다. 1.15 M of LiPF 6 was added to an organic solvent in which ethylene carbonate (EC), ethylmethyl carbonate (EMC) and dimethyl carbonate (DMC) were mixed at a volume ratio of 2: 4: 4 and 100 parts by weight of the organic solvent And 0.1 part by weight of a compound represented by the following formula (3) were added to prepare an electrolytic solution.
[화학식 3](3)
위에서 제조된 양극, 음극 및 전해액과 폴리에틸렌 재질의 세퍼레이터를 사용하여 리튬 이차 전지를 제작하였다. A lithium secondary battery was fabricated by using the positive electrode, the negative electrode, the electrolyte, and the separator made of polyethylene produced above.
실시예Example 2 2
실시예 1에서 상기 유기용매 100 중량부에 대하여 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물 0.1 중량부 및 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 0.1 중량부를 첨가하여 전해액을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차 전지를 제작하였다. The same procedure as in Example 1 was carried out except that 0.1 part by weight of the compound represented by the
[화학식 4][Chemical Formula 4]
비교예Comparative Example 1 One
실시예 1에서 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 첨가하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차 전지를 제작하였다. A lithium secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 1, except that the compound represented by
비교예Comparative Example 2 2
실시예 1에서 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물 대신 상기 화학식 4로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차 전지를 제작하였다.
A lithium secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 1, except that the compound represented by
평가 1: 전해액 Evaluation 1: electrolyte 함침성Impregnability
음극 활물질인 인조흑연으로 펠렛을 만든 후, 여기에 실시예 1 및 비교예 1에 따른 전해액을 떨어뜨린 다음 그 무게를 측정하여 전체에 함침되는 시간을 3차례 평가하여, 그 결과를 도 2에 나타내었다. The pellets were made of artificial graphite, which is a negative electrode active material. The electrolytic solution according to Example 1 and Comparative Example 1 was dropped thereon, and the weight thereof was measured to evaluate the time for impregnating the pellets three times. .
도 2는 실시예 1 및 비교예 1에 따른 전해액 함침성을 나타내는 그래프이다.2 is a graph showing electrolyte impregnability according to Example 1 and Comparative Example 1. Fig.
도 2를 참고하면, 일 구현예에 따른 첨가제를 사용한 실시예 1의 전해액이 첨가제를 사용하지 않은 비교예 1의 전해액 보다 함침되는 시간이 더 빠름을 알 수 있다.Referring to FIG. 2, it can be seen that the electrolyte of Example 1 using the additive according to one embodiment is faster than the electrolyte of Comparative Example 1 which does not use the additive.
평가 2: 전기화학적 안정성Evaluation 2: Electrochemical stability
실시예 1 및 비교예 1에 따른 리튬 이차 전지의 전기화학적 안정성을 평가하기 위해, 순환전압전류법(cyclic voltammetry, CV) 측정을 하였고, 그 결과를 도 3a 및 3b에 나타내었다.In order to evaluate the electrochemical stability of the lithium secondary battery according to Example 1 and Comparative Example 1, a cyclic voltammetry (CV) measurement was performed, and the results are shown in FIGS. 3A and 3B.
측정시, 작업 전극으로는 흑연 음극을, 기준 전극과 상대 전극으로는 Li 금속을 사용한 삼전극 전기화학셀을 이용하였다. 이때 스캔은 3V에서 0V로, OV에서 3V로 5 사이클을 진행하였고, 스캔 속도는 1mV/sec로 진행하였다. A three - electrode electrochemical cell using a graphite cathode as a working electrode and a Li metal as a reference electrode and a counter electrode was used in the measurement. At this time, the scan was performed from 3V to 0V and the OV to 3V for 5 cycles, and the scan speed was 1 mV / sec.
도 3a는 비교예 1에 따른 전해액의 순환전압전류(cyclic voltammetry, CV) 측정 그래프이고, 도 3b는 실시예 1에 따른 전해액의 순환전압전류(cyclic voltammetry, CV) 측정 그래프이다.FIG. 3A is a graph of cyclic voltammetry (CV) measurement of an electrolyte according to Comparative Example 1, and FIG. 3B is a graph of a cyclic voltammetry (CV) measurement of an electrolyte according to Example 1. FIG.
도 3a 및 3b를 참고하면, 음극 CV 측정 결과, 일 구현예에 따른 전해액 첨가제를 사용한 실시예 1은 분해 피크가 발견되지 않았으므로, 전해액 첨가제를 사용하지 않은 비교예 1 대비 전기화학적으로 안정함을 알 수 있다.Referring to FIGS. 3A and 3B, it was found that Example 1 using the electrolyte additive according to one embodiment of the present invention was electrochemically stable compared to Comparative Example 1 in which the electrolyte additive was not used, since no decomposition peak was found Able to know.
평가 3: 수명 특성 및 율 특성Evaluation 3: Life characteristics and rate characteristics
실시예 1 및 2와 비교예 1 및 2에 따른 리튬 이차 전지를 상온에서 다음과 같은 방법으로 충방전을 수행하여 수명 특성 및 율 특성을 평가하여, 그 결과를 도 4a 및 4b에 나타내었다.The lithium secondary batteries according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were charged and discharged at room temperature in the following manner to evaluate the life characteristics and the rate characteristics, and the results are shown in FIGS. 4A and 4B.
화성 후 1C로 충전 및 1C로 방전하였고, 또한 1.5C로 충전 및 1.5C로 방전하였다.Charged to 1C and discharged to 1C after conversion, charged to 1.5C and discharged to 1.5C.
도 4a는 실시예 1 및 2와 비교예 1 및 2에 따른 리튬 이차 전지의 1C-rate 에서의 사이클 수명을 나타내는 그래프이고, 도 4b는 실시예 1 및 2와 비교예 1 및 2에 따른 리튬 이차 전지의 1.5C-rate 에서의 사이클 수명을 나타내는 그래프이다. FIG. 4A is a graph showing the cycle life at 1 C-rate of lithium secondary batteries according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, and FIG. 4B is a graph showing the cycle life at 1 C-rate of lithium secondary batteries according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2. FIG. And the cycle life at 1.5 C-rate of the battery.
도 4b를 참고하면, 일 구현예에 따른 전해액 첨가제를 사용한 실시예 1 및 2의 경우, 전해액 첨가제를 사용하지 않은 비교예 1과 다른 첨가제를 사용한 비교예 2의 경우와 비교하여, 사이클 수명 특성이 우수함을 알 수 있다. Referring to FIG. 4B, in the case of Examples 1 and 2 using the electrolyte additive according to one embodiment, as compared with the case of Comparative Example 1 not using the electrolyte additive and Comparative Example 2 using the additives, It can be seen that it is excellent.
또한, 도 4a 및 4b를 참고하면, 1 C-rate에서는 수명 특성이 거의 동등한 수준을 보였으나, 1.5 C-rate의 고율에서는 실시예 1 및 2와 비교예 1 및 2의 수명 특성의 차이가 커짐을 볼 수 있는 바, 이로부터 율 특성이 향상됨을 알 수 있다.4A and 4B, the lifespan characteristics at the 1 C-rate were almost the same, but at the high rate of 1.5 C-rate, the life characteristics of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were large It can be seen that the rate characteristic is improved.
평가 4: 고온 방치 특성Evaluation 4: High temperature neglecting property
실시예 1 및 비교예 1에 따른 리튬 이차 전지를 60℃에서 다음과 같은 방법으로 충방전을 수행하여 고온 방치시 용량 유지율과 내부저항 증가율을 평가하여, 그 결과를 도 5 및 6에 나타내었다.The lithium secondary batteries according to Example 1 and Comparative Example 1 were charged and discharged at 60 캜 in the following manner to evaluate capacity retention and internal resistance increase rate at high temperature. The results are shown in FIGS. 5 and 6.
초기에 화성 후 DCIR(Direct Current Internal Resistance) 및 2 사이클로 방전 용량을 확인하였고, 60℃에서 10일, 30일, 60일 각각 저장하면서 측정하였다.DCIR (Direct Current Internal Resistance) and 2 cycle discharging capacity were confirmed at the initial stage after the conversion, and were measured at 60 ° C for 10 days, 30 days, and 60 days respectively.
도 5는 실시예 1 및 비교예 1에 따른 리튬 이차 전지의 고온 방치시 용량 유지율을 나타내는 그래프이고, 도 6은 실시예 1 및 비교예 1에 따른 리튬 이차 전지의 고온 방치시 내부저항 증가율을 나타내는 그래프이다. FIG. 5 is a graph showing the capacity retention rate of the lithium secondary battery according to Example 1 and Comparative Example 1 at the time of leaving at a high temperature, and FIG. 6 is a graph showing the rate of increase in internal resistance at the time of leaving the lithium secondary battery according to Example 1 and Comparative Example 1 Graph.
도 5를 참고하면, 일 구현예에 따른 전해액 첨가제를 사용한 실시예 1의 경우, 전해액 첨가제를 사용하지 않은 비교예 1과 비교하여, 고온 방치시 용량 유지율이 높아 고온 방치 특성이 우수함을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, it can be seen that Example 1 using the electrolyte additive according to one embodiment has a higher capacity retention ratio at high temperature and is superior in high temperature storage ability as compared with Comparative Example 1 not using the electrolyte additive .
도 6을 참고하면, 일 구현예에 따른 전해액 첨가제를 사용한 실시예 1의 경우, 전해액 첨가제를 사용하지 않은 비교예 1과 비교하여, 고온 방치시 내부저항 증가율이 낮아 고온 방치 특성이 우수함을 알 수 있다.6, in Example 1 using the electrolyte additive according to one embodiment, as compared with Comparative Example 1 in which the electrolyte additive was not used, it was found that the rate of increase in internal resistance was low at high temperature, have.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, And falls within the scope of the invention.
100: 리튬 이차 전지
10: 양극
20: 음극
30: 세퍼레이터
40: 전극 조립체
50: 케이스100: Lithium secondary battery
10: anode
20: cathode
30: Separator
40: electrode assembly
50: Case
Claims (10)
상기 첨가제는 하기 화학식 1로 표시되는 황 함유 화합물을 포함하는 리튬 이차 전지용 전해액.
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 -SO3R'(R'은 수소 원자 또는 알칼리 금속임)이고, 상기 R1 및 R2 중 적어도 하나는 상기 -SO3R'이고,
R3 및 R4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C8 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기이고,
M1은 알칼리 금속이다.)A lithium salt, an organic solvent and an additive,
Wherein the additive comprises a sulfur-containing compound represented by the following general formula (1).
[Chemical Formula 1]
(In the formula 1,
R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkynyl group, a substituted or unsubstituted A substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkenyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkynyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl Or -SO 3 R '(R' is a hydrogen atom or an alkali metal), at least one of R 1 and R 2 is -SO 3 R '
R 3 and R 4 are each independently a substituted or unsubstituted C 8 to C 20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, or a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl group,
M 1 is an alkali metal.)
상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 -SO3R'(R'은 수소 원자 또는 알칼리 금속임)이고, 상기 R1 및 R2 중 적어도 하나는 상기 -SO3R'인 리튬 이차 전지용 전해액.The method of claim 1,
Wherein R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or -SO 3 R '(R' is a hydrogen atom or an alkali metal), and at least one of R 1 and R 2 is -SO 3 R ≪ / RTI > lithium secondary battery.
상기 화학식 1에서 R3 및 R4는 각각 치환 또는 비치환된 C8 내지 C20 알킬기인 리튬 이차 전지용 전해액.The method of claim 1,
Wherein R 3 and R 4 in the general formula (1) are each a substituted or unsubstituted C 8 to C 20 alkyl group.
상기 황 함유 화합물은 상기 유기용매 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 내지 5 중량부로 포함되는 리튬 이차 전지용 전해액.The method of claim 1,
Wherein the sulfur-containing compound is contained in an amount of 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the organic solvent.
상기 첨가제는 하기 화학식 2로 표시되는 디에스테르계 화합물을 더 포함하는 리튬 이차 전지용 전해액.
[화학식 2]
(상기 화학식 2에서,
R5 및 R6은 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 -SO3R''(R''은 수소 원자 또는 알칼리 금속임)이고, 상기 R5 및 R6 중 적어도 하나는 상기 -SO3R'이고,
R7 및 R8은 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C8 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기이다.)The method of claim 1,
Wherein the additive further comprises a diester compound represented by the following formula (2).
(2)
(In the formula (2)
R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkynyl group, a substituted or unsubstituted A substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkenyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkynyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl Or -SO 3 R '' (wherein R '' is a hydrogen atom or an alkali metal), at least one of R 5 and R 6 is -SO 3 R '
R 7 and R 8 are each independently a substituted or unsubstituted C 8 to C 20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, or a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl group.
상기 화학식 2에서 R5 및 R6은 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 -SO3R''(R''은 수소 원자 또는 알칼리 금속임)이고, 상기 R5 및 R6 중 적어도 하나는 상기 -SO3R''인 리튬 이차 전지용 전해액.The method of claim 5,
Wherein R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom or -SO 3 R "(wherein R" is a hydrogen atom or an alkali metal), and at least one of R 5 and R 6 is -SO 3 R "for lithium secondary battery.
상기 화학식 2에서 R7 및 R8은 각각 치환 또는 비치환된 C8 내지 C20 알킬기인 리튬 이차 전지용 전해액.The method of claim 5,
Wherein R < 7 > and R < 8 > are each a substituted or unsubstituted C8 to C20 alkyl group.
상기 디에스테르계 화합물은 상기 유기용매 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 내지 5 중량부로 포함되는 리튬 이차 전지용 전해액.The method of claim 5,
Wherein the diester compound is contained in an amount of 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the organic solvent.
상기 첨가제는 상기 황 함유 화합물 및 상기 디에스테르계 화합물을 1:1 내지 1:4의 중량비로 포함하는 리튬 이차 전지용 전해액.The method of claim 5,
Wherein the additive comprises the sulfur-containing compound and the diester compound in a weight ratio of 1: 1 to 1: 4.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4120417A1 (en) * | 2021-07-13 | 2023-01-18 | ExxonMobil Chemical Patents Inc. | Additives to improve wetting of separators of lithium-ion batteries |
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2015
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