KR100814843B1 - Electrolyte for lithium secondary battery, and lithium secondary battery comprising the same - Google Patents
Electrolyte for lithium secondary battery, and lithium secondary battery comprising the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR100814843B1 KR100814843B1 KR1020060112837A KR20060112837A KR100814843B1 KR 100814843 B1 KR100814843 B1 KR 100814843B1 KR 1020060112837 A KR1020060112837 A KR 1020060112837A KR 20060112837 A KR20060112837 A KR 20060112837A KR 100814843 B1 KR100814843 B1 KR 100814843B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrolyte
- secondary battery
- lithium secondary
- volume
- carbonate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0567—Liquid materials characterised by the additives
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0568—Liquid materials characterised by the solutes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0569—Liquid materials characterised by the solvents
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/4235—Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0025—Organic electrolyte
- H01M2300/0028—Organic electrolyte characterised by the solvent
- H01M2300/0034—Fluorinated solvents
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0025—Organic electrolyte
- H01M2300/0028—Organic electrolyte characterised by the solvent
- H01M2300/0037—Mixture of solvents
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
본 발명은 리튬 이차 전지용 전해액, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것으로서, 상기 전해액은 폴리에테르변성 실리콘유; 카보네이트; 및 리튬염을 포함한다. The present invention relates to a lithium secondary battery electrolyte, and a lithium secondary battery comprising the same, the electrolyte is polyether modified silicone oil; Carbonates; And lithium salts.
본 발명의 전해액은 열안정성이 우수하고, 리튬 이온의 이온 전도성이 우수하다.The electrolyte solution of the present invention is excellent in thermal stability and excellent in ion conductivity of lithium ions.
리튬이차전지, 전해액, 실리콘유, 폴리에테르변성실리콘유, 카보네이트변성실리콘유 Lithium Secondary Battery, Electrolyte, Silicone Oil, Polyether Modified Silicone Oil, Carbonate Modified Silicone Oil
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지의 개략 단면도.1 is a schematic cross-sectional view of a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 2는 실시예 1, 및 비교예 2, 3의 전해액을 포함하는 리튬 이차 전지의 첫 번째 충전 시의 충전 전압에 대한 미분용량의 변화를 나타내는 그래프. FIG. 2 is a graph showing changes in differential capacity with respect to charging voltage during first charge of a lithium secondary battery including the electrolyte solutions of Example 1 and Comparative Examples 2 and 3. FIG.
도 3은 실시예 1, 5, 및 비교예 2의 전해액을 포함하는 리튬 이차 전지의 사이클 수와 방전 용량과의 관계를 나타내는 그래프.3 is a graph showing the relationship between the cycle number and discharge capacity of a lithium secondary battery including the electrolyte solutions of Examples 1, 5 and Comparative Example 2. FIG.
[산업상 사용 분야][Industrial use]
본 발명은, 리튬 이차 전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 열안정성 및 이온 전도성이 우수한 리튬 이차 전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium secondary battery electrolyte and a lithium secondary battery comprising the same, and more particularly, to a lithium secondary battery electrolyte having excellent thermal stability and ion conductivity, and a lithium secondary battery comprising the same.
[종래 기술][Prior art]
종래, 리튬 이차 전지용의 전해액으로는, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네 이트 등의 환형 에스테르와 디메틸카보네이트, 프로피온산 에테르 등의 직쇄상 에스테르와 테트라하이드로퓨란 등의 환형 에테르을 혼합한 혼합물이 이용되었다. 그러나, 직쇄상 에스테르나 환형 에테르은 인화점이 낮기 때문에, 이들을 수십 체적%의 비율로 포함하는 종래의 전해액은 열안정성이 낮다는 문제가 있었다. 일본특허공개공보 제1996-78053호, 일본특허공개공보 제1999-214032호, 및 일본특허공개공보 제2000-581123호에는, 실리콘유(油)를 용매로 이용하여 열안정성 및 환경 조화성을 향상시킨 전해액에 대하여 개시되어 있다. Conventionally, the mixture which mixed cyclic ester, such as ethylene carbonate and a propylene carbonate, linear ester, such as dimethyl carbonate and a propionic acid ether, and cyclic ether, such as tetrahydrofuran, was used as electrolyte solution for lithium secondary batteries. However, since linear esters and cyclic ethers have a low flash point, the conventional electrolyte solution containing them at a ratio of several tens of volume% has a problem of low thermal stability. Japanese Patent Laid-Open No. 1996-78053, Japanese Patent Laid-Open No. 1999-214032, and Japanese Patent Laid-Open No. 2000-581123 utilize silicone oil as a solvent to improve thermal stability and environmental harmony. The electrolyte is disclosed.
그러나, 상기 일본특허공개공보 제1996-78053호, 일본특허공개공보 제1999-214032호, 및 일본특허공개공보 제2000-581123호에 기재된 실리콘유는, 열안정성이 우수하지만, 리튬 이차 전지의 전해액으로 이용할 경우, 이온 전도성이 충분하지 않다는 문제가 있었다.However, the silicone oils described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1996-78053, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1999-214032, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-581123 have excellent thermal stability, but the electrolyte solution of a lithium secondary battery When used as, there was a problem that the ion conductivity was not sufficient.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 열안정성 및 리튬 이온의 이온 전도성이 우수한 리튬 이차 전지용 전해액, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지를 제공하는 것이다.The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a lithium secondary battery electrolyte having excellent thermal stability and ion conductivity of lithium ions, and a lithium secondary battery comprising the same.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폴리에테르변성 실리콘유; 카보네이트; 및 리튬염을 포함하는 리튬 이차 전지용 전해액을 제공한다. 상기 전해액은 비수전해액인 것이 바람직하다.In order to achieve the above object, the present invention is a polyether modified silicone oil; Carbonates; And it provides a lithium secondary battery electrolyte containing a lithium salt. It is preferable that the said electrolyte solution is a nonaqueous electrolyte solution.
상기 폴리에테르변성 실리콘유는 하기의 화학식 1 내지 5의 화합물, 및 이들 의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. The polyether-modified silicone oil preferably includes a compound selected from the group consisting of compounds represented by
[화학식 1][Formula 1]
[화학식 2][Formula 2]
[화학식 3][Formula 3]
[화학식 4][Formula 4]
[화학식 5][Formula 5]
(단, 화학식 1 내지 5에 있어서, k는 1 내지 9의 범위를 갖고, l는 0 내지 3의 범위를 갖고, m은 0 내지 1의 범위를 갖고, n은 1 내지 2의 범위를 갖고, R은 CH3 또는 C6H5 중 어느 하나이며, Z는 CH3 또는 C2H5 중 어느 하나이다)(In
상기 리튬 이차 전지용 전해액은 상기 화학식 1 내지 5의 화합물, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 폴리에테르변성 실리콘유를 포함하므로, 전해액의 열안정성이 향상되며, 리튬 이온의 이온 전도성도 높아진다.Since the lithium secondary battery electrolyte includes a polyether-modified silicone oil selected from the group consisting of the compounds of
상기 리튬 이차 전지용 전해액은 카보네이트변성 실리콘유를 더 포함하는 것 이 바람직하다. The lithium secondary battery electrolyte may preferably further include a carbonate modified silicone oil.
상기 실리콘유는 인화점이 120℃ 이상인 것이 바람직하고, 160℃ 이상인 것이 보다 바람직하다. 상기 실리콘유의 인화점이 120℃ 이상인 경우, 상기 실리콘유가 고온에서 인화할 가능성이 낮아지고, 전해액의 열안정성을 향상시킬 수 있다. It is preferable that flash point is 120 degreeC or more, and, as for the said silicone oil, it is more preferable that it is 160 degreeC or more. When the flash point of the said silicone oil is 120 degreeC or more, the possibility that the said silicone oil will ignite at high temperature will become low, and the thermal stability of electrolyte solution can be improved.
상기 카보네이트는 환형 카보네이트, 쇄상 카보네이트, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하고, 상기 환형 카보네이트는 플루오르화 환형 카보네이트인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 환형 카보네이트는 전해액 전체 부피에 대하여 30 내지 95 부피%로 포함되는 것이 바람직하다. The carbonate is preferably selected from the group consisting of cyclic carbonates, chain carbonates, and combinations thereof, and more preferably, the cyclic carbonates are fluorinated cyclic carbonates. In addition, the cyclic carbonate is preferably included in 30 to 95% by volume relative to the total volume of the electrolyte.
상기 리튬염은 LiPF6, LiBF4, Li[N(SO2C2F6)2], Li[B(OCOCF3)4], Li[B(OCOC2F5)4], LiPF6, Li[N(SO2C2F5)2], 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하고, 전해액 전체 농도에 대하여 0.5 내지 2.0 몰/L로 포함된 것이 바람직하다. The lithium salt may be LiPF 6 , LiBF 4 , Li [N (SO 2 C 2 F 6 ) 2 ], Li [B (OCOCF 3 ) 4 ], Li [B (OCOC 2 F 5 ) 4 ], LiPF 6 , Li [N (SO 2 C 2 F 5 ) 2 ], and combinations thereof, are preferably selected from the group consisting of 0.5 to 2.0 mol / L based on the total concentration of the electrolyte.
본 발명은 또한, 양극; 음극; 및 상기 전해액을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다. The present invention also provides a positive electrode; cathode; And it provides a lithium secondary battery comprising the electrolyte solution.
이하, 본발명을 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명의 리튬 이차 전지는 양극, 음극 및 전해액을 포함하며, 상기 전해액은, 상기 화학식 1 내지 5의 화합물, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물을 포함하는 폴리에테르변성 실리콘유; 카보네이트 및 리튬염을 포함한다. 또한, 화학식 1 내지 5에 있어서, k는 1 내지 9의 범위를 갖고, l는 0 내지 3 의 범위를 갖고, m은 0 내지 1의 범위를 갖고, n은 1 내지 2의 범위를 갖고, R은 CH3 또는 C6H5 중 어느 하나이며, Z는 CH3 또는 C2H5 중 어느 하나이다.The lithium secondary battery of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode and an electrolyte solution, the electrolyte solution, a polyether modified silicone oil containing a compound selected from the group consisting of the compounds of
상기 전해액은, 폴리에테르변성 실리콘유와 카보네이트의 혼합 용매에, 리튬 염이 용해되어 이루어진다. 상기 카보네이트는 쇄상 카보네이트, 환형 카보네이트, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하고, 플루오르화 환형 카보네이트가 더 첨가될 수 있다. The electrolyte solution is obtained by dissolving a lithium salt in a mixed solvent of polyether modified silicone oil and carbonate. The carbonate is preferably selected from the group consisting of chain carbonates, cyclic carbonates, and combinations thereof, and fluorinated cyclic carbonates may be further added.
또한, 상기 전해액을 폴리머에 함침시킨 겔 전해질을 이용할 수도 있다. 폴리머로는, 폴리에틸렌 옥사이드(PEO), 폴리프로필렌 옥사이드(PPO), 폴리 아크릴로 니트릴(PAN), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리메타크릴레이트(PMA), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등의 폴리머 또는 그 중합체를 이용할 수 있다. In addition, a gel electrolyte in which the electrolyte solution is impregnated with the polymer may be used. Polymers include polyethylene oxide (PEO), polypropylene oxide (PPO), polyacrylonitrile (PAN), polyvinylidene fluoride (PVDF), polymethacrylate (PMA), polymethyl methacrylate (PMMA) Polymers or polymers thereof may be used.
폴리에테르변성 실리콘유는, 상기 화학식 1 내지 5에 나타난 바와 같이, 직쇄 폴리 실록산 사슬(SiR2-O-(SiR2O-)k-SiR2) 또는 환형 폴리 실록산에, 1개 내지 2개의 폴리에테르 사슬 [(-(CH2)l-(CH(CH3)CH2)m-O-(C2H40)n-Z) 또는 (-(CH2)l-(CH(CH3)CH2)m-O-(C2H40)n-(CH2CH(CH3))m-(CH2)l)-]이 결합한 것이다. 상기 폴리에테르변성 실리콘유는, 쇄상 또는 환형의 폴리 실록산 사슬을 가지기 때문에 열안정성이 높고, 폴리에테르 사슬 중의 에테르 결합을 구성하는 산소와 리튬 이온이 용매화되어 높은 이온 전도도를 나타낸다. Polyether-modified silicone oil, as shown in the
상기 폴리에테르변성 실리콘유를 전해액에 첨가하면, 전해액의 인화점이 높아져서 열안정성이 향상되는 동시에, 리튬 이온의 이온 전도도가 향상된다. 또, 폴리에테르변성 실리콘유를 포함하는 전해액을 리튬 이차 전지의 전해질로서 이용함으로써, 고온에서의 안정성이 우수한 동시에 고효율 충방전이 가능한 리튬 이차 전지를 얻을 수 있다. When the polyether-modified silicone oil is added to the electrolytic solution, the flash point of the electrolytic solution is increased, the thermal stability is improved, and the ion conductivity of lithium ions is improved. Moreover, by using the electrolyte solution containing polyether modified silicone oil as an electrolyte of a lithium secondary battery, the lithium secondary battery which is excellent in stability at high temperature and can be charged and discharged with high efficiency can be obtained.
상기 리튬 이차 전지용 전해액은 카보네이트변성 실리콘유를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 리튬 이차 전지용 전해액은 카보네이트변성 실리콘유를 더 포함하는 경우, 폴리에테르변성 실리콘유와의 상호 작용에 의하여, 전해액의 열안정성을 더욱 향상시키며, 리튬 이온의 이온 전도성 또한 더욱 향상시킨다. 상기 카보네이트변성 실리콘유로는 신월화학주식회사(信越化學株式會社)의 X-22-1891-1, 또는 X-22-1891-3를 바람직하게 사용할 수 있다.It is preferable that the said electrolyte solution for lithium secondary batteries contains carbonate modified silicone oil further. When the electrolyte for the lithium secondary battery further includes a carbonate-modified silicone oil, the thermal stability of the electrolyte is further improved by interaction with the polyether-modified silicone oil, and the ion conductivity of lithium ions is further improved. As said carbonate modified silicone oil, X-22-1891-1 or X-22-1891-3 by Shinwol Chemical Co., Ltd. can be used preferably.
또 상기 폴리에테르변성 실리콘유 및 카보네이트변성 실리콘유는, 인화점이 120℃ 이상인 것이 바람직하고, 160℃ 이상인 것이 보다 바람직하다. 인화점이 120℃ 이상인 경우, 전해액의 인화점을 높일 수 있고, 전해액의 열안정성을 향상시킬 수 있다. Moreover, it is preferable that a flash point is 120 degreeC or more, and, as for the said polyether modified silicone oil and carbonate modified silicone oil, it is more preferable that it is 160 degreeC or more. When a flash point is 120 degreeC or more, the flash point of electrolyte solution can be raised and the thermal stability of electrolyte solution can be improved.
또, 상기 화학식 1 내지 5에 있어서, k는 1 내지 9의 범위를 갖고, l는 0 내지 3의 범위를 갖고, m은 0 내지 1의 범위를 갖고, n은 1 내지 2의 범위를 갖고, R은 CH3 또는 C6H5 중 어느 하나이며, Z는 CH3 또는 C2H5 중 어느 하나이다.In
K가 9을 초과하면 열안정성은 향상되지만, 점도가 높아져 리튬 이온을 잘 용해시키지 못하므로 이온 전도도가 저하된다. K가 1 미만인 경우, 실리콘유가 잘 분해되므로 바람직하지 않다. When K exceeds 9, the thermal stability is improved, but the viscosity becomes high, so that lithium ions are not easily dissolved, and thus the ion conductivity is lowered. When K is less than 1, since silicone oil decomposes well, it is not preferable.
l이 3을 초과하면 점도가 높아져 이온 전도도가 저하되므로 바람직하지 않다. When l exceeds 3, since a viscosity becomes high and ionic conductivity falls, it is unpreferable.
m이 1을 초과하면 폴리에테르 사슬이 길어져 점도가 높아지고, 이온 전도도가 저하되므로 바람직하지 않다. When m exceeds 1, since a polyether chain becomes long and a viscosity becomes high and ionic conductivity falls, it is unpreferable.
n이 1 미만인 경우, 폴리실록산 사슬에 연결되는 폴리에테르 사슬이 거의 없어지고, 환형 카보네이트와의 상용성이 저하되어 바람직하지 않고, n이 2를 초과하는 경우, 폴리에테르 사슬이 길어져 점도가 높아지고, 이온 전도도가 저하되므로 바람직하지 않다. If n is less than 1, the polyether chain connected to the polysiloxane chain is almost eliminated, and compatibility with the cyclic carbonate is lowered, which is not preferable. If n is greater than 2, the polyether chain is long and the viscosity becomes high, and the ion It is not preferable because conductivity is lowered.
R이 CH3 또는 C6H5 중 어느 하나이며, Z가 CH3 또는 C2H5 중 어느 하나인 경우, 폴리에테르변성 실리콘유의 합성이 용이해진다.When R is either CH 3 or C 6 H 5 , and Z is either CH 3 or C 2 H 5 , the synthesis of the polyether-modified silicone oil becomes easy.
상기 환형 카보네이트로는, 에틸렌카보네이트, 부틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, γ-부티로락톤, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 환형 카보네이트는 리튬 이온을 잘 용해시키므로, 전해액 자체의 이온 전도도를 높일 수 있다. The cyclic carbonate preferably includes a compound selected from the group consisting of ethylene carbonate, butylene carbonate, propylene carbonate, γ-butyrolactone, and combinations thereof. Since the cyclic carbonate dissolves lithium ions well, the ionic conductivity of the electrolyte solution itself can be increased.
또 쇄상 카보네이트로는, 디메틸카보네이트, 메틸카보네이트 및 디에틸카보네이트로, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 쇄상 카보네이트는 저점도이므로, 전해액 자체의 점도를 낮추어 이온 전도도를 높일 수 있다. 단, 상기 쇄상 카보네이트는 인화점이 낮으므로, 과잉 첨가하면 전해액의 인화점을 낮추므로 과잉 첨가하지 않는 것이 바람직하다. The chain carbonate preferably contains a compound selected from the group consisting of dimethyl carbonate, methyl carbonate and diethyl carbonate, and a combination thereof. Since the chain carbonate has a low viscosity, it is possible to increase the ion conductivity by lowering the viscosity of the electrolyte solution itself. However, since the said chain carbonate has a low flash point, it is preferable not to add it excessively because it will lower the flash point of electrolyte solution.
상기 플루오르화 환형 카보네이트로는, 플루오르화 에틸렌카보네이트, 모노플로로에틸렌카보네이트를 사용하는 것이 바람직하다. 플루오르화 환형 카보네이트를 첨가함으로써, 전해액의 불연성을 향상시키고 리튬 이차 전지의 안전성을 높일 수 있다. 또, 음극 표면에 플루오르화 환형 카보네이트에 의한 피막이 형성되고, 상기 피막에 의하여 전해액의 분해가 억제되고, 리튬 이차 전지의 사이클 특성을 향상시킬 수 있다. 또, 전해액의 분해가 억제됨에 따라, 분해 가스의 발생량도 적어진다. As the fluorinated cyclic carbonate, fluorinated ethylene carbonate or monofluoroethylene carbonate is preferably used. By adding a fluorinated cyclic carbonate, the nonflammability of electrolyte solution can be improved and the safety of a lithium secondary battery can be improved. Moreover, the film | membrane by fluorinated cyclic carbonate is formed in the surface of a negative electrode, decomposition | disassembly of electrolyte solution is suppressed by this film | membrane, and the cycling characteristics of a lithium secondary battery can be improved. In addition, as decomposition of the electrolyte is suppressed, the amount of decomposition gas generated is also reduced.
리튬염으로는, LiPF6, LiBF4, Li[N(SO2C2F6)2], Li[B(OCOCF3)4], Li[B(OCOC2F5)4], LiPF6, Li[N(SO2C2F5)2], 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 LiPF6의 분해에 따라 폴리에테르변성 실리콘유의 Si-O결합이 절단될 가능성이 있으므로, 리튬 염으로 Li[N(SO2C2F5)2]을 이용하는 것이 더욱 바람직하다. Lithium salts include LiPF 6 , LiBF 4 , Li [N (SO 2 C 2 F 6 ) 2 ], Li [B (OCOCF 3 ) 4 ], Li [B (OCOC 2 F 5 ) 4 ], LiPF 6 , It is preferably selected from the group consisting of Li [N (SO 2 C 2 F 5 ) 2 ], and combinations thereof. In the present invention, since the Si-O bond of the polyether-modified silicone oil may be cleaved due to decomposition of LiPF 6 , it is more preferable to use Li [N (SO 2 C 2 F 5 ) 2 ] as the lithium salt.
상기 리튬염의 농도는 비수전해질에 전체 농도에 대하여 0.5몰/L 내지 2.0몰/L인 것이 바람직하다. 전해액 중에 상기 리튬염이 포함됨으로써, 전해액 자체의 이온 전도도를 높일 수 있다. The concentration of the lithium salt is preferably 0.5 mol / L to 2.0 mol / L with respect to the total concentration in the nonaqueous electrolyte. By containing the said lithium salt in electrolyte solution, the ionic conductivity of electrolyte solution itself can be raised.
상기 전해액 전체에 대하여, 폴리에테르변성 실리콘유의 함유율은, 1부피% 내지 70부피%의 범위가 바람직하고, 5부피% 내지 50부피%의 범위가 보다 바람직하다. 각 실리콘유의 함유율이 1부피% 미만인 경우, 전해액의 인화점을 높일 수 없으므로 바람직하지 않고, 함유율이 70부피%를 초과하는 경우, 전해액의 점도가 높 아져서 이온 전도도가 저하되므로 바람직하지 않다. The content of the polyether-modified silicone oil is preferably in the range of 1% by volume to 70% by volume, and more preferably in the range of 5% by volume to 50% by volume with respect to the entire electrolyte solution. If the content of each silicone oil is less than 1% by volume, it is not preferable because the flash point of the electrolyte cannot be increased. If the content is more than 70% by volume, the viscosity of the electrolyte is high and ionic conductivity is not preferable.
전해액에 있어서, 환형 카보네이트의 함유율은, 30부피% 내지 95부피%의 범위가 바람직하고, 50부피% 내지 90부피%의 범위가 보다 바람직하다. 환형 카보네이트의 함유율이 30부피% 미만인 경우, 이온 전도도가 저하되므로 바람직하지 않고, 함유율이 95부피%을 초과하는 경우, 전해액의 점도가 높아져서 이온 전도도가 저하되므로 바람직하지 않다. In the electrolyte solution, the content of the cyclic carbonate is preferably in the range of 30% by volume to 95% by volume, and more preferably in the range of 50% by volume to 90% by volume. If the content of the cyclic carbonate is less than 30% by volume, it is not preferable because the ionic conductivity is lowered. If the content is more than 95% by volume, the viscosity of the electrolyte is increased and the ion conductivity is not preferable.
전해액에 쇄상 카보네이트를 첨가하는 경우, 쇄상 카보네이트의 함유율은 5부피% 내지 70부피%의 범위로 하는 것이 바람직하고, 10부피% 내지 65부피%의 범위로 하는 것이 보다 바람직하다. 쇄상 카보네이트의 함유율이 5부피% 미만인 경우, 쇄상 카보네이트를 첨가하는 효과가 나타나지 않으므로 바람직하지 않고, 함유율이 70부피%를 초과하는 경우, 환형 카보네이트 및 각 실리콘유의 함유량이 상대적으로 저하되어, 전해액의 인화점이 저하되므로 바람직하지 않다. In the case where the chain carbonate is added to the electrolyte, the content of the chain carbonate is preferably in the range of 5% by volume to 70% by volume, and more preferably in the range of 10% by volume to 65% by volume. If the content of the chain carbonate is less than 5% by volume, the effect of adding the chain carbonate is not preferable. If the content of the chain carbonate is more than 70% by volume, the content of the cyclic carbonate and the respective silicone oils is relatively lowered, and the flash point of the electrolyte solution. It is not preferable because it is lowered.
전해액에 플루오르화 환형 카보네이트를 첨가하는 경우, 플루오르화 환형 카보네이트의 함유율을 0.1부피% 내지 25부피%의 범위로 하는 것이 바람직하고, 0.5부피% 내지 10부피%의 범위로 하는 것이 보다 바람직하다. 플루오르화 환형 카보네이트의 함유율이 0.1부피% 미만인 경우, 음극표면에 형성되는 피막의 형성이 불충분하여 전해액의 분해를 억제할 수 없으므로 바람직하지 않고, 함유율이 25부피%을 초과하는 경우, 전해액의 점도가 높아져 이온 전도도가 저하되므로 바람직하지 않다. When fluorinated cyclic carbonate is added to the electrolyte, the content of fluorinated cyclic carbonate is preferably in the range of 0.1% by volume to 25% by volume, more preferably in the range of 0.5% by volume to 10% by volume. If the content of the fluorinated cyclic carbonate is less than 0.1% by volume, it is not preferable because the formation of the film formed on the surface of the negative electrode is insufficient and the decomposition of the electrolyte cannot be suppressed, and when the content is more than 25% by volume, the viscosity of the electrolyte is It is unpreferable since it becomes high and ion conductivity falls.
상기 폴리에테르변성 실리콘유는, R기의 일부를 수소로 치환한 폴리 실록산 에 (CH2=CH-)와 같은 이중 결합을 포함하는 폴리에테르 화합물을 반응시킴으로써 얻어진다. The polyether-modified silicone oil is obtained by reacting a polyether compound containing a double bond such as a polysiloxane substituting a part of the R group with hydrogen (CH 2 = CH-).
그리고, 상기와 같이 제조된 폴리에테르변성 실리콘유에는, 촉매성분인 Pt(백금)나, 중합 금지제인 부틸레이티드 하이드록시 톨루엔(butylated hydroxyl toluene, BHT)이 수 내지 수십 ppm정도로 포함되어 있다. Pt나 BHT는 사이클 특성에 악영향을 끼치는 물질이기 때문에, 가능한 한 제거하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 폴리에테르변성 실리콘유에 포함되는 Pt가 적어도 5ppm미만이며, BHT가 60ppm미만인 것이 바람직하고, Pt, BHT가 각각 검출 한계 이하인 것이 보다 바람직하다.In addition, the polyether-modified silicone oil prepared as described above contains Pt (platinum) as a catalyst component and butylated hydroxyl toluene (BHT) as a polymerization inhibitor in several to several tens of ppm. Since Pt and BHT are substances which adversely affect the cycle characteristics, it is preferable to remove them as much as possible. In this invention, it is preferable that Pt contained in a polyether modified silicone oil is at least 5 ppm, and BHT is less than 60 ppm, and it is more preferable that Pt and BHT are respectively below a detection limit.
본 발명은 또한, 양극; 음극; 및 상기 전해액을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다.The present invention also provides a positive electrode; cathode; And it provides a lithium secondary battery comprising the electrolyte solution.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 일 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지의 개략적인 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a rechargeable lithium battery according to one embodiment of the present invention.
도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지를 설명하면, 상기 리튬 이차 전지(1)는 양극(11), 음극(12) 및 상기 양극(11)과 음극(12) 사이에 존재하는 세퍼레이터(13)를 포함하는 전극조립체(14)를 케이스(15)에 넣은 다음, 케이스(15)의 상부에 전해액을 주입하고 캡 플레이트(16) 및 가스켓(17)으로 밀봉한 구조를 가진다. Referring to FIG. 1, a lithium secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention is described. The lithium
양극은, 양극 활물질 분말, 폴리비닐리덴 플루오라이드 등의 결착제 및 카본블랙 등의 도전제를 혼합하여 시트(sheet)상 또는 원판형 등으로 형성할 수 있다. 양극 활물질 분말 등을 시트상 또는 원판형 등으로 형성하여 금속 집전체에 적층할 수도 있다. The positive electrode can be formed into a sheet or disc shape by mixing a positive electrode active material powder, a binder such as polyvinylidene fluoride, and a conductive agent such as carbon black. The positive electrode active material powder or the like may be formed in a sheet form or a disc shape and laminated on a metal current collector.
상기 양극 활물질로는, 코발트, 망간, 니켈, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소와 리튬의 복합 산화물인 것이 바람직하고, 구체적으로는, LiMn2O4, LiCoO2, LiNiO2, LiFeO2, V2O5, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다. 또, TiS, MoS, 유기 디설파이드 화합물 또는 유기 폴리 설파이드 화합물 등과 같이 리튬의 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물을 이용할 수도 있다. The positive electrode active material is preferably a composite oxide of lithium and an element selected from the group consisting of cobalt, manganese, nickel, and combinations thereof, and specifically, LiMn 2 O 4 , LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiFeO 2 , V 2 O 5 , and combinations thereof. In addition, a compound capable of intercalation and deintercalation of lithium, such as TiS, MoS, an organic disulfide compound, or an organic polysulfide compound, may be used.
상기 세퍼레이터로는 다공질의 폴리프로필렌 필름, 다공질의 폴리에틸렌 필름 등과 같은 공지된 세퍼레이터를 사용할 수 있다. As the separator, a known separator such as a porous polypropylene film, a porous polyethylene film, or the like can be used.
음극은, 리튬의 인터칼레이션, 및 디인터칼레이션이 가능한 음극 활물질 분말 및 폴리비닐리덴 플루오라이드 등의 결착제를 혼합하여 시트상 또는 원판형 등으로 형성할 수 있다. 음극 활물질 분말과 폴리비닐리덴 플루오라이드의 혼합물에 카본블랙 등의 도전제를 더 혼합할 수 있다. 음극활성물질 분말 등을 시트상 또는 원판형 등으로 형성하여 금속 집전체에 적층할 수도 있다. 음극 활물질로는, 인조흑연, 천연흑연, 흑연화 탄소섬유, 흑연화 메조카본마이크로비 즈(mesocarbonmicrobeads), 비정질탄소 등의 탄소질 재료를 사용할 수 있다. 또, 상기 탄소질 재료 이외에, 리튬과 합금화가 가능한 금속질 화합물, 또는 금속질 화합물과 탄소질 재료를 포함하는 복합물도 음극 활물질로 사용할 수 있다. 리튬과 합금화가 가능한 금속으로는, Si, Al, Sn, Pb, Zn, Bi, In, Mg, Ga, Cd, Si합금, Sn합금, 또는 Al합금 등을 예시할 수 있다. 또, 음극 활물질로서 금속 리튬 박막도 사용할 수 있다.The negative electrode can be formed into a sheet or disc shape by mixing a negative electrode active material powder capable of intercalation and deintercalation of lithium and a binder such as polyvinylidene fluoride. A conductive agent such as carbon black may be further mixed with the mixture of the negative electrode active material powder and the polyvinylidene fluoride. The negative electrode active material powder or the like may be formed in a sheet or disc shape and laminated on a metal current collector. As the negative electrode active material, carbonaceous materials such as artificial graphite, natural graphite, graphitized carbon fibers, graphitized mesocarbon microbeads, and amorphous carbon may be used. In addition to the carbonaceous material, a metallic compound capable of alloying with lithium, or a composite containing a metallic compound and a carbonaceous material may also be used as the negative electrode active material. As a metal which can be alloyed with lithium, Si, Al, Sn, Pb, Zn, Bi, In, Mg, Ga, Cd, Si alloy, Sn alloy, Al alloy, etc. can be illustrated. Moreover, a metal lithium thin film can also be used as a negative electrode active material.
상기의 리튬 이차 전지의 전해액은 상기 폴리에테르변성 실리콘유를 포함하고 있어, 전해액의 열안정성이 향상되고, 리튬 이차 전지의 고온특성 및 내열성을 향상시킨다. 또, 전해액에 상기의 각 실리콘유가 포함됨으로써, 이온 전도도가 저하되지 않고, 리튬 이차 전지의 고율방전 특성을 향상시킨다. The electrolyte solution of the lithium secondary battery contains the polyether-modified silicone oil, thereby improving thermal stability of the electrolyte solution and improving high temperature characteristics and heat resistance of the lithium secondary battery. Moreover, when each said silicone oil is contained in electrolyte solution, ionic conductivity does not fall and the high rate discharge characteristic of a lithium secondary battery is improved.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples and comparative examples of the present invention are described. However, the following examples are only preferred embodiments of the present invention and the present invention is not limited by the following examples.
(실시예 1)(Example 1)
디에틸카보네이트(DEC), 및 에틸렌카보네이트(EC)를 체적비 DEC:EC=70:30의 비율로 혼합하고, LiPF6를 1.3몰/L의 농도로 첨가하여 용액을 제조하였다. 상기 용액에 하기 화학식 6으로 나타내어 지는 폴리에테르변성 실리콘유를 10질량% 첨가하여, 실시예 1의 전해액을 제조하였다. Diethyl carbonate (DEC) and ethylene carbonate (EC) were mixed at a volume ratio DEC: EC = 70: 30, and LiPF 6 was added at a concentration of 1.3 mol / L to prepare a solution. 10 mass% of polyether modified silicone oil represented by following formula (6) was added to the said solution, and the electrolyte solution of Example 1 was prepared.
[화학식 6][Formula 6]
(실시예 2)(Example 2)
실시예 1의 폴리에테르변성 실리콘유 대신, 하기 화학식 7로 나타내어 지는 폴리에테르변성 실리콘유를 10질량% 첨가한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 실시하여, 실시예 2의 전해액을 제조하였다. An electrolyte solution of Example 2 was prepared in the same manner as in Example 1, except that 10 mass% of the polyether-modified silicone oil represented by the following Formula (7) was added instead of the polyether-modified silicone oil of Example 1.
[화학식 7][Formula 7]
(실시예 3)(Example 3)
실시예 1의 폴리에테르변성 실리콘유 대신, 하기 화학식 8로 나타내어 지는 폴리에테르변성 실리콘유를 10질량% 첨가한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 3의 전해액을 제조하였다. An electrolyte solution of Example 3 was prepared in the same manner as in Example 1 except that 10 mass% of the polyether-modified silicone oil represented by the following formula (8) was added instead of the polyether-modified silicone oil of Example 1.
[화학식 8][Formula 8]
(실시예 4)(Example 4)
실시예 1의 폴리에테르변성 실리콘유 대신, 하기 화학식 9로 나타내어 지는 폴리에테르변성 실리콘유를 10질량% 첨가한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 실시하여, 실시예 4의 전해액을 제조하였다. An electrolyte solution of Example 4 was prepared in the same manner as in Example 1 except that 10 mass% of the polyether-modified silicone oil represented by the following formula (9) was added instead of the polyether-modified silicone oil of Example 1.
[화학식 9][Formula 9]
(비교예 1)(Comparative Example 1)
실시예 1의 폴리에테르변성 실리콘유 대신, 하기 화학식 10으로 나타내어 지는 폴리에테르변성 실리콘유를 10질량% 첨가한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 실 시하여, 비교예 1의 전해액을 제조하였다. An electrolyte solution of Comparative Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1, except that 10 mass% of the polyether-modified silicone oil represented by the following
[화학식 10][Formula 10]
(비교예 2)(Comparative Example 2)
실시예 1의 폴리에테르변성 실리콘유 대신, 하기 화학식 11로 나타내어 지는 폴리에테르변성 실리콘유를 10질량% 첨가한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 실시하여, 비교예 2의 전해액을 제조하였다. An electrolytic solution of Comparative Example 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that 10 mass% of the polyether-modified silicone oil represented by the following formula (11) was added instead of the polyether-modified silicone oil of Example 1.
[화학식 11][Formula 11]
(비교예 3)(Comparative Example 3)
DEC과 EC가 체적비 DEC:EC=70:30의 비율로 혼합되고, LiPF6가 1.3몰/L의 농도로 첨가되어 이루어지는 용액을 제조하고, 상기 용액을 비교예 3의 전해액으로 하였다. DEC and EC volume ratio DEC: EC = 70: is mixed at a ratio of 30, the LiPF 6 is added in a concentration of 1.3 mol / L to prepare a solution formed, which was the solution to the electrolytic solution of Comparative Example 3.
이하, 상기의 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3의 전해액을 이용하는 파우치형 리튬 이차 전지 제조 방법을 설명한다.Hereinafter, the pouch type lithium secondary battery manufacturing method using the electrolyte solution of said Examples 1-4 and Comparative Examples 1-3 is demonstrated.
LiCoO2를 양극 활물질, 폴리비닐리덴 플루오라이드를 결착제, 카본블랙을 도전제, Al박을 집전체로 하는 양극과 흑연을 음극 활물질, 폴리비닐리덴 플루오라이드를 결착제, Cu박막을 집전체로 하는 음극 사이에 폴리프로필렌제 세퍼레이터를 위치시키고 나선형으로 감는다. 상기 양극, 음극 및 세퍼레이터를 전지용기에 삽입하고, 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3의 전해액을 주입한 후에 전지용기의 입구를 밀봉 함으로써 설계 충방전 용량이 820mAh인 전지를 제조하였다. LiCoO 2 as the positive electrode active material, polyvinylidene fluoride binder, carbon black as the conductive agent, positive electrode and graphite as the current collector Al foil, negative electrode active material, polyvinylidene fluoride binder, Cu thin film as the current collector The polypropylene separator is placed between the cathodes and wound in a spiral manner. The positive electrode, the negative electrode, and the separator were inserted into the battery container, and after the injection of the electrolyte solutions of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3, the inlet of the battery container was sealed to manufacture a battery having a design charge / discharge capacity of 820 mAh.
다음으로, 각 전지에 대하여, 0.2C으로 전지 전압이 4.2V에 도달할 때까지 정전류 충전을 한 후, 9시간 동안 정전압 충전을 행하였다. 그리고, 0.2C으로 전지전압이 2.75V가 될 때까지 방전을 행함으로써, 각 전지의 초기 방전 용량을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다. Next, for each battery, constant current charging was performed at 0.2 C until the battery voltage reached 4.2 V, and then constant voltage charging was performed for 9 hours. The initial discharge capacity of each battery was measured by discharging the battery at 0.2C until the battery voltage became 2.75V. The results are shown in Table 1.
또, 각 전지에 대하여, 0.2C으로 24시간 동안 계속해서 충전하는 과충전 시험을 행한 후, 전지의 파열의 유무를 평가하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다. Moreover, after performing the overcharge test which continuously charges each battery at 0.2C for 24 hours, the presence or absence of the bursting of the battery was evaluated. The results are shown in Table 1.
표 1에 도시한 바와 같이, 실시예 1 내지 4의 전해액을 구비한 리튬 이차 전지는, 초기 용량이 높고, 과충전에 대하여도 높은 안전성을 구비하고 있다는 것을 알 수 있다. 한편, 비교예 1 및 2는 실시예 1 내지 4에 비하여 방전 용량이 저하되는 것을 알 수 있다. 또, 비교예 3은, 방전 용량은 양호하지만, 과충전을 행하는 경우 전지가 파열되어, 안전성에 문제가 있는 것을 알 수 있다. As shown in Table 1, it can be seen that the lithium secondary battery provided with the electrolyte solutions of Examples 1 to 4 has a high initial capacity and high safety against overcharging. On the other hand, it can be seen that in Comparative Examples 1 and 2, the discharge capacity is lowered as compared with Examples 1 to 4. Moreover, although the discharge capacity is favorable in Comparative Example 3, it can be seen that the battery is ruptured when overcharging is performed, and there is a problem in safety.
도 2는, 실시예 1과, 비교예 2 및 3의 전해액을 이용하는 전지의 첫 번째 충전 시 충전 전압에 대한 미분용량의 변화를 나타낸 그래프이다. 이 미분용량은 충전 전압으로 미분한 것이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 실시예 1은, 비교예 2와 비교하여 미분용량이 낮아져, 전해액의 분해가 억제되는 것을 알 수 있다. 이것은, 실시예 1의 폴리 실록산 사슬이 비교예 2의 폴리 실록산 사슬에 비하여 길기 때문에, 실리콘유의 분해가 억제되었기 때문이라 추정된다. FIG. 2 is a graph showing a change in differential capacity with respect to a charging voltage during first charging of a battery using the electrolyte solutions of Example 1 and Comparative Examples 2 and 3. FIG. This differential capacity is different from the charging voltage. As shown in FIG. 2, it can be seen that in Example 1, the differential volume is lower than that in Comparative Example 2, and decomposition of the electrolyte solution is suppressed. This is presumably because the decomposition of the silicone oil was suppressed because the polysiloxane chain of Example 1 was longer than the polysiloxane chain of Comparative Example 2.
또한, 실시예 1과 비교예 3을 비교하면, 실시예 1의 프로파일은, 실리콘유를 전혀 첨가하지 않은 비교예 3의 프로파일과 거의 동일하고, 실시예 1의 전해액 분해가 비교예 3과 동일한 정도로 억제되는 것을 알 수 있다. In addition, when Example 1 is compared with Comparative Example 3, the profile of Example 1 is almost the same as that of Comparative Example 3 in which no silicone oil is added, and the electrolyte solution decomposition of Example 1 is the same as that of Comparative Example 3. It can be seen that it is suppressed.
(실시예 5)(Example 5)
디에틸카보네이트(DEC)와 에틸렌카보네이트(EC)가 체적비 DEC:EC=70:30의 비율로 혼합되고, LiPF6가 1.3몰/L의 농도로 첨가되어 이루어지는 용액에, 상기식 6으로 나타내어 지는 폴리에테르변성 실리콘유를 10질량%, 및 모노플루오로에틸렌카보네이트(FEC)를 5질량% 첨가하여, 실시예 5의 전해액을 제조하였다. Diethyl carbonate (DEC) and ethylene carbonate (EC) are mixed in a ratio of volume ratio DEC: EC = 70: 30, and LiPF 6 is added to a solution represented by the formula (6) to a solution represented by the concentration of 1.3 mol / L. 10 mass% of ether-modified silicone oil and 5 mass% of monofluoroethylene carbonate (FEC) were added, and the electrolyte solution of Example 5 was produced.
상기의 실시예 5의 전해액을 이용하는 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 실시하여 설계 충방전 용량이 820mAh인 파우치형 리튬 이차 전지를 제조하였다. Except using the electrolyte solution of Example 5, it carried out similarly to Example 1, and manufactured the pouch type lithium secondary battery whose design charge / discharge capacity is 820mAh.
실시예 5에서 제조한 전해액을 이용하는 전지에 대하여, 0.2C으로 전지 전압이 4.2V에 도달할 때까지 정전류 충전을 한 후, 9시간 동안 정전압 충전을 행하였다. 그리고, 0.2C으로 전지 전압이 2.75V가 될 때까지 방전을 행하는 공정을 1사이클로 하고, 상기 사이클을 20회 반복하여 충방전 시험을 행하였다. 20사이클째에서의 방전 용량을 표 2 및 도 3에 나타내었다. The battery using the electrolytic solution prepared in Example 5 was subjected to constant current charging until the battery voltage reached 4.2V at 0.2C, followed by constant voltage charging for 9 hours. Then, charging and discharging tests were carried out by repeating the
또, 실시예 1, 및 비교예 2의 리튬 이차 전지에 대해서도 상기와 동일하게 충방전 시험을 행하였다. 20사이클에서의 방전 용량을 표 2 및 도 3에 나타내었다.Moreover, the charge / discharge test was done also about the lithium secondary battery of Example 1 and the comparative example 2 similarly to the above. Discharge capacities at 20 cycles are shown in Table 2 and FIG. 3.
도 3 및 표 2에 도시한 바와 같이, 실시예 1, 및 5의 전해액을 구비한 리튬 이차 전지는, 비교예 2에 비하여, 20사이클 후의 방전 용량이 높아지는 것을 알 수 있다. As shown in FIG. 3 and Table 2, it turns out that the discharge capacity after 20 cycles of the lithium secondary battery provided with the electrolyte solution of Example 1 and 5 becomes high compared with the comparative example 2. As shown in FIG.
본 발명의 단순한 변형 또는 변경은 모두 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.All simple modifications or changes of the present invention can be easily carried out by those skilled in the art, and all such modifications or changes can be seen to be included in the scope of the present invention.
본 발명의 리튬 이차 전지용 전해액은 상기의 화학식 1 내지 5의 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 폴리에테르변성 실리콘유를 포함하므로, 전해액의 열안정성 및 이온 전도성이 향상된다. 이에 따라, 고온에서의 안정성이 우수하고, 고효율 충방전이 가능한 리튬 이차 전지를 얻을 수 있다. 또, 전지의 안전성을 높일 수 있다. Since the electrolyte solution for a lithium secondary battery of the present invention includes a polyether modified silicone oil selected from the group consisting of the compounds of
Claims (32)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US11/599,620 US7883801B2 (en) | 2005-11-15 | 2006-11-15 | Electrolyte for rechargeable lithium battery, and rechargeable lithium battery including the same |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005330004A JP5068449B2 (en) | 2005-11-15 | 2005-11-15 | Lithium secondary battery |
JPJP-P-2005-00330004 | 2005-11-15 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20070051760A KR20070051760A (en) | 2007-05-18 |
KR100814843B1 true KR100814843B1 (en) | 2008-03-20 |
Family
ID=38204135
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020060112837A Expired - Fee Related KR100814843B1 (en) | 2005-11-15 | 2006-11-15 | Electrolyte for lithium secondary battery, and lithium secondary battery comprising the same |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5068449B2 (en) |
KR (1) | KR100814843B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021025382A1 (en) * | 2019-08-02 | 2021-02-11 | 주식회사 엘지화학 | Lithium secondary battery having improved cycle characteristics |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101386165B1 (en) * | 2007-10-26 | 2014-04-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | Organic electrolytic solution comprising vinyl based compound and lithium battery employing the same |
JP5487443B2 (en) * | 2009-06-01 | 2014-05-07 | 日立化成株式会社 | Non-aqueous electrolyte and lithium ion secondary battery |
JP5676733B1 (en) * | 2013-09-02 | 2015-02-25 | 財團法人工業技術研究院 | Electrolyte solution, lithium battery and electrochemical carrier structure |
CN113964385B (en) * | 2021-10-19 | 2024-01-26 | 远景动力技术(江苏)有限公司 | Electrolyte, preparation method and application thereof |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20010024400A (en) * | 1998-08-05 | 2001-03-26 | 이데이 노부유끼 | Composition for Electrolyte, Electrolyte and Process for Producing the Same, and Cell Containing the Same |
KR20040065152A (en) * | 2003-01-09 | 2004-07-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | Non aqueous electrolyte and rechargeable lithium battery |
KR20060048753A (en) * | 2004-07-09 | 2006-05-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | Lithium secondary battery |
KR20070010373A (en) * | 2005-07-18 | 2007-01-24 | 한국과학기술원 | Solid polymer electrolyte composition having a cross-penetrating crosslinked structure and a manufacturing method thereof |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0878053A (en) * | 1994-07-07 | 1996-03-22 | Ricoh Co Ltd | Lithium nonaqueous secondary battery |
JP3461997B2 (en) * | 1996-01-10 | 2003-10-27 | 三洋化成工業株式会社 | Organic solvent for electrolyte, lithium secondary battery and electric double layer capacitor |
JP2000058123A (en) * | 1998-08-05 | 2000-02-25 | Sony Corp | Nonaqueous electrolyte and battery using the same |
JP2001118578A (en) * | 1999-10-19 | 2001-04-27 | Ngk Insulators Ltd | Lithium secondary cell and method for manufacturing the same |
JP4632399B2 (en) * | 2003-01-09 | 2011-02-16 | 信越化学工業株式会社 | High purity polyether silicone |
JP4910278B2 (en) * | 2004-08-24 | 2012-04-04 | 信越化学工業株式会社 | Non-aqueous electrolyte and battery using the same |
JP4462414B2 (en) * | 2004-08-24 | 2010-05-12 | 信越化学工業株式会社 | Non-aqueous electrolyte and battery using the same |
-
2005
- 2005-11-15 JP JP2005330004A patent/JP5068449B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2006
- 2006-11-15 KR KR1020060112837A patent/KR100814843B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20010024400A (en) * | 1998-08-05 | 2001-03-26 | 이데이 노부유끼 | Composition for Electrolyte, Electrolyte and Process for Producing the Same, and Cell Containing the Same |
KR20040065152A (en) * | 2003-01-09 | 2004-07-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | Non aqueous electrolyte and rechargeable lithium battery |
KR20060048753A (en) * | 2004-07-09 | 2006-05-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | Lithium secondary battery |
KR20070010373A (en) * | 2005-07-18 | 2007-01-24 | 한국과학기술원 | Solid polymer electrolyte composition having a cross-penetrating crosslinked structure and a manufacturing method thereof |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021025382A1 (en) * | 2019-08-02 | 2021-02-11 | 주식회사 엘지화학 | Lithium secondary battery having improved cycle characteristics |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5068449B2 (en) | 2012-11-07 |
KR20070051760A (en) | 2007-05-18 |
JP2007141496A (en) | 2007-06-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101288125B1 (en) | Lithium battery and method for operating the lithium battery | |
KR100578803B1 (en) | Non aqueous electrolyte and rechargeable lithium battery | |
US9088036B2 (en) | Rechargeable lithium battery | |
KR101938767B1 (en) | Electrolyte additives for lithium rechargeable battery and manufacturing method thereof, electrolyte including the same additives and manufacturing method thereof, and lithium rechargeable battery including the same additives | |
US8415057B2 (en) | Electrolytic solution for lithium battery, lithium battery comprising the same and method of operating the lithium battery | |
KR20170034313A (en) | Electrolyte additives for lithium rechargeable battery and manufacturing method thereof, electrolyte including the same additives and manufacturing method thereof, and lithium rechargeable battery including the same additives | |
KR20080082276A (en) | Electrolyte for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery comprising same | |
CN109314271B (en) | Lithium battery | |
KR20140083170A (en) | Electrolyte for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including the same | |
EP1970989B1 (en) | Electrolyte for lithium ion rechargeable battery and lithium ion rechargeable battery including the same | |
KR101431259B1 (en) | Additive for non-aqueous electrolyte and secondary battery using the same | |
US7883801B2 (en) | Electrolyte for rechargeable lithium battery, and rechargeable lithium battery including the same | |
JP2017188299A (en) | Non-aqueous secondary battery and non-aqueous electrolyte used therefor | |
JP2005183384A (en) | Electrochemical active material for positive electrode of lithium rechargeable electrochemical cell | |
JP2010086722A (en) | Nonaqueous electrolyte battery | |
KR100814843B1 (en) | Electrolyte for lithium secondary battery, and lithium secondary battery comprising the same | |
EP1691441B1 (en) | Non-aqueous electrolyte solution and lithium secondary battery comprising the same | |
KR20150079078A (en) | Non-aqueous electrolyte for lithium ion battery containing silyl ether and lithium ion battery including the same | |
JP3986216B2 (en) | Non-aqueous electrolyte and secondary battery using the same | |
JP2007173014A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
US12051777B2 (en) | Electrolyte solution for lithium secondary battery and lithium secondary battery including the same | |
EP1739784A1 (en) | Nonaqueous electrolyte solution for battery and nonaqueous electrolyte battery using same | |
KR102503055B1 (en) | Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery including the same | |
KR20230011584A (en) | Electrolyte for lithium secondary battery with improved high-temperature stability and lithium secondary battery including the same | |
KR20220021555A (en) | Electrolyte solution for lithium secondary battery and lithium secondary battery including the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20061115 |
|
PA0201 | Request for examination | ||
PG1501 | Laying open of application | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20070827 Patent event code: PE09021S01D |
|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20080225 |
|
GRNT | Written decision to grant | ||
PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20080312 Patent event code: PR07011E01D |
|
PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20080313 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
PG1601 | Publication of registration | ||
G170 | Re-publication after modification of scope of protection [patent] | ||
PG1701 | Publication of correction | ||
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20110228 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20120221 Start annual number: 5 End annual number: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130222 Year of fee payment: 6 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20130222 Start annual number: 6 End annual number: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140225 Year of fee payment: 7 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20140225 Start annual number: 7 End annual number: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150211 Year of fee payment: 8 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20150211 Start annual number: 8 End annual number: 8 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160218 Year of fee payment: 9 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20160218 Start annual number: 9 End annual number: 9 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee | ||
PC1903 | Unpaid annual fee |
Termination category: Default of registration fee Termination date: 20171223 |