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KR101485944B1 - Composition for preparing anode for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the same - Google Patents

Composition for preparing anode for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the same Download PDF

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KR101485944B1
KR101485944B1 KR20120018020A KR20120018020A KR101485944B1 KR 101485944 B1 KR101485944 B1 KR 101485944B1 KR 20120018020 A KR20120018020 A KR 20120018020A KR 20120018020 A KR20120018020 A KR 20120018020A KR 101485944 B1 KR101485944 B1 KR 101485944B1
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lithium secondary
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김인정
양인석
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 리튬 이차전지용 음극 형성용 조성물 및 이를 사용하여 제조된 리튬 이차전지에 관한 것이다. 본 발명은 음극 활물질, 바인더, 용매, 및 SEI 막 형성제를 포함하는 리튬 이차전지용 음극 형성용 조성물을 제공한다. 본 발명의 음극 형성용 조성물을 사용하여 제조된 리튬 이차전지는 종래 전해액에 필요 이상으로 첨가되던 SEI 막 형성제의 함량을 대폭 줄일 수 있다.The present invention relates to a composition for forming a negative electrode for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery produced using the same. The present invention provides a negative electrode composition for a lithium secondary battery comprising a negative electrode active material, a binder, a solvent, and an SEI film former. The lithium secondary battery manufactured using the composition for forming a negative electrode of the present invention can significantly reduce the content of the SEI film former added to the electrolytic solution more than necessary.

Description

리튬 이차전지용 음극 형성용 조성물 및 이를 사용하여 제조된 리튬 이차전지{COMPOSITION FOR PREPARING ANODE FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY AND LITHIUM SECONDARY BATTERY USING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composition for forming a negative electrode for a lithium secondary battery, and a lithium secondary battery produced using the same. BACKGROUND ART [0002]

본 발명은 첨가제를 함유하여 첨가제의 사용 효과를 극대화한 리튬 이차전지용 음극 형성용 조성물 및 이를 사용하여 제조된 리튬 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for forming a negative electrode for a lithium secondary battery containing an additive and maximizing the effect of use of the additive, and a lithium secondary battery produced using the same.

최근 에너지 저장 기술에 대한 관심이 갈수록 높아지고 있다. 휴대폰, 캠코더 및 노트북 PC, 나아가서는 전기 자동차의 에너지까지 적용 분야가 확대되면서, 이러한 전자 기기의 전원으로 사용되는 전지의 고에너지 밀도화에 대한 요구가 높아지고 있다. 리튬 이차전지는 이러한 요구를 가장 잘 충족시킬 수 있는 전지로서, 현재 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. Recently, interest in energy storage technology is increasing. As the application fields of cell phones, camcorders, notebook PCs, and electric vehicles further expand, there is a growing demand for higher energy density of batteries used as power sources for such electronic devices. Lithium secondary batteries are the ones that can best meet these demands, and researches on them are actively under way.

현재 적용되고 있는 이차전지 중에서 1990년대 초에 개발된 리튬 이차전지는 리튬이온을 흡장 및 방출할 수 있는 탄소재 등의 음극, 리튬 함유 산화물 등으로 된 양극 및 혼합 유기용매에 리튬염이 적당량 용해된 비수 전해액으로 구성되어 있다.Among the currently applied secondary batteries, the lithium secondary batteries developed in the early 1990s include a cathode made of a carbon material capable of absorbing and desorbing lithium ions, a cathode made of a lithium-containing oxide, and a mixed organic solvent, And a non-aqueous electrolytic solution.

통상적인 리튬 이차전지의 평균 방전 전압은 약 3.6 ~ 3.7 V로서, 다른 알칼리 전지, 니켈-카드뮴 전지 등의 그것에 비하여 높은 것이 장점 중의 하나이다. 이러한 높은 구동 전압을 내기 위해서는 충방전 전압 영역인 약 0 ~ 4.2 V에서 전기화학적으로 안정한 전해액 조성이 필요하다. 이를 위하여, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트 등의 환형 카보네이트 화합물 및 디메틸 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트 등의 선형 카보네이트 화합물이 적절히 혼합된 혼합 용매를 전해액의 용매로 이용한다. 전해액의 용질로는 통상 LiPF6, LiBF4, LiClO4 등의 리튬염을 사용하며, 이들은 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 작용하여 리튬 전지의 작동을 가능하게 한다.A typical lithium secondary battery has an average discharge voltage of about 3.6 to 3.7 V, which is one of advantages of other alkaline batteries and nickel-cadmium batteries. In order to achieve such a high driving voltage, an electrochemically stable electrolyte composition is required at a charge / discharge voltage range of about 0 to 4.2 V. For this purpose, a mixed solvent in which a cyclic carbonate compound such as ethylene carbonate or propylene carbonate and a linear carbonate compound such as dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate or diethyl carbonate are appropriately mixed is used as a solvent for the electrolyte solution. As the solute of the electrolytic solution, a lithium salt such as LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 or the like is usually used, and these act as a source of lithium ions in the battery, thereby enabling the operation of the lithium battery.

리튬 이차전지의 초기 충전시 리튬 금속 산화물 등의 양극 활물질로부터 나온 리튬 이온은 흑연 등의 음극 활물질로 이동하여, 음극 활물질의 층간에 삽입된다. 이때, 리튬은 반응성이 강하므로 흑연 등의 음극 활물질 표면에서 전해액과 음극 활물질을 구성하는 탄소가 반응하여 Li2CO3, Li2O, LiOH 등의 화합물을 생성한다. 이들 화합물은 흑연 등의 음극 활물질의 표면에 일종의 SEI (Solid Electrolyte Interface) 막을 형성하게 된다.During the initial charging of the lithium secondary battery, lithium ions from the cathode active material such as lithium metal oxide migrate to the anode active material such as graphite and are inserted between the layers of the anode active material. At this time, since lithium is highly reactive, the electrolyte composing the anode active material reacts with carbon on the surface of the anode active material such as graphite to produce compounds such as Li 2 CO 3 , Li 2 O, and LiOH. These compounds form a SEI (Solid Electrolyte Interface) film on the surface of a negative electrode active material such as graphite.

SEI 막은 이온 터널의 역할을 수행하여 리튬 이온 만을 통과시킨다. SEI 막은 이러한 이온 터널의 효과로서, 전해액 중에서 리튬 이온과 함께 이동하는 분자량이 큰 유기 용매 분자가 음극 활물질의 층간에 삽입되어 음극 구조가 파괴되는 것을 막아준다. 따라서, 전해액과 음극 활물질의 접촉을 방지함으로써 전해액의 분해가 발생하지 않고, 전해액 중의 리튬 이온의 양이 가역적으로 유지되어 안정적인 충방전이 유지된다. The SEI membrane acts as an ion tunnel, allowing only lithium ions to pass through. The SEI membrane is an effect of this ion tunnel, which prevents organic solvent molecules moving together with lithium ions in the electrolyte from being intercalated between the layers of the negative electrode active material and destroying the negative electrode structure. Therefore, the electrolytic solution is not decomposed by preventing the contact between the electrolytic solution and the negative electrode active material, and the amount of lithium ions in the electrolytic solution is reversibly maintained, so that stable charge / discharge is maintained.

그러나, 박형의 각형 전지에서는, 상술한 SEI 막 형성 반응 중에 카보네이트계 용매의 분해로부터 발생되는 CO, CO2, CH4, C2H6 등의 기체로 인하여 충전시 전지 두께가 팽창하는 문제가 발생한다. 또한, 만충전 상태에서 고온 방치시 시간이 경과함에 따라서, SEI 막이 증가된 전기화학적 에너지와 열에너지에 의해 서서히 붕괴되어, 노출된 음극 표면과 주위의 전해액이 반응하는 부반응이 지속적으로 일어나게 된다. 이때의 계속적인 기체 발생으로 인하여 전지의 내압이 상승하게 되며, 그 결과 각형 전지와 파우치 전지의 경우, 전지의 두께가 증가하여 핸드폰 및 노트북 등의 전자기기에서 문제를 유발한다. 즉, 고온 방치 안전성이 불량하다.However, in the thin prismatic type battery, there arises a problem that the cell thickness is expanded during charging due to gases such as CO, CO 2 , CH 4 and C 2 H 6 generated from the decomposition of the carbonate-based solvent during the SEI film formation reaction described above do. Also, as the time elapses from the high-temperature standing state in the full charge state, the SEI film gradually collapses due to the increased electrochemical energy and heat energy, and the side reaction in which the exposed cathode surface and the surrounding electrolyte reacts is continuously generated. In this case, the internal pressure of the battery is increased due to the continuous gas generation. As a result, in the case of the prismatic battery and the pouch battery, the thickness of the battery increases, causing problems in electronic devices such as cellular phones and notebook computers. That is, the safety at high temperature is poor.

이와 같은 전지의 내압 상승을 억제하기 위하여 전해액에 첨가제를 넣어 SEI 막 형성 반응의 양상을 변화시키려는 연구가 진행되어 왔으며, 다양한 SEI 막 형성용 첨가제가 소개되었다.Various attempts have been made to change the shape of the SEI film formation reaction by adding an additive to the electrolyte to suppress the rise of the internal pressure of the cell, and various additives for SEI film formation have been introduced.

하지만, 전해액에 첨가제를 첨가하여 사용하게 되면 첨가제가 작용하는 음극뿐만 아니라 양극, 분리막에도 첨가제가 분포하게 되므로 원하는 효과를 내기 위해서는 필요 이상의 첨가제를 사용해야 하는 문제가 있다.However, when the additive is added to the electrolytic solution, the additive is distributed not only in the cathode in which the additive acts but also in the anode and the separator.

따라서 본 발명이 해결하려는 과제는, 첨가제의 사용량을 최소화하면서도 첨가제의 효과를 극대화할 수 있는 리튬 이차전지용 음극 형성용 조성물 및 이를 사용하여 제조된 리튬 이차전지를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a composition for forming a negative electrode for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery manufactured using the composition, which can maximize the effect of an additive while minimizing the amount of additives used.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 음극 활물질, 바인더, 용매, 및 SEI 막 형성제를 포함하고, 상기 SEI 막 형성제는 비닐렌 카보네이트, 플루오로에틸렌 카보네이트, 비닐에틸렌 카보네이트, 환형 설파이트, 포화 설톤, 불포화 설톤 및 비환형 설폰으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 리튬 이차전지용 음극 형성용 조성물을 제공한다. In order to solve the above problems, the present invention provides a negative electrode active material composition comprising a negative electrode active material, a binder, a solvent, and an SEI film former, wherein the SEI film former is selected from the group consisting of vinylene carbonate, fluoroethylene carbonate, vinylethylene carbonate, Which is a mixture of at least one selected from the group consisting of sulphone, sulphone, sulphone, unsaturated sulphone, and acyclic sulphone, or a mixture of two or more thereof.

본 발명은 종래 전해액에 첨가되던 SEI 막 형성용 첨가제를 음극 형성용 조성물에 첨가하여 음극을 제조함으로써 첨가제의 사용량을 최소화하면서도 첨가제의 분산도를 높여 SEI 막의 형성효과도 우수하게 유지할 수 있다.The present invention can maintain the excellent effect of forming the SEI film by increasing the degree of dispersion of the additive while minimizing the amount of the additive used by adding the additive for SEI film formation to the composition for forming the negative electrode, which has been added to the conventional electrolyte solution.

상기 환형 설파이트는 예를 들면, 하기 화학식 1로 표시될 수 있다:The cyclic sulfite may be represented, for example, by the following formula 1:

Figure 112012014430414-pat00001
Figure 112012014430414-pat00001

상기 화학식 1에서, R3 내지 R6은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, C1~C6의 알킬기, 또는 C1~C6의 할로알킬기이고, n은 1~3의 정수이다.Wherein R 3 to R 6 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a C 1 to C 6 alkyl group, or a C 1 to C 6 haloalkyl group, and n is an integer of 1 to 3.

상기 포화 설톤은 예를 들면, 하기 화학식 2로 표시될 수 있다:The saturated sulphone may be represented, for example, by the following formula (2): < EMI ID =

Figure 112012014430414-pat00002
Figure 112012014430414-pat00002

상기 화학식 2에서, R7 내지 R12는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, C1~C6의 알킬기, 또는 C1~C6의 할로알킬기이고, n은 0~3의 정수이다.In the general formula (2), R 7 to R 12 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a C 1 to C 6 alkyl group, or a C 1 to C 6 haloalkyl group, and n is an integer of 0 to 3.

상기 불포화 설톤은 예를 들면, 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다:The unsaturated sulphone may be represented, for example, by the following formula (3)

Figure 112012014430414-pat00003
Figure 112012014430414-pat00003

상기 화학식 3에서, R13 내지 R16은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, C1~C6의 알킬기, 또는 C1~C6의 할로알킬기이고, n은 0~3의 정수이다.In Formula 3, R 13 to R 16 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a C 1 to C 6 alkyl group, or a C 1 to C 6 haloalkyl group, and n is an integer of 0 to 3.

상기 비환형 설폰은 예를 들면, 하기 화학식 4로 표시될 수 있다:The non-cyclic sulfone can be represented, for example, by the following formula (4)

Figure 112012014430414-pat00004
Figure 112012014430414-pat00004

상기 화학식 4에서, R17 및 R18은 각각 독립적으로 C1~C6의 알킬기, C1~C6의 할로알킬기, C2~C6의 알케닐기, C2~C6의 할로알케닐기, C6~C18의 아릴기, 또는 C6~C18의 할로아릴기이다.Wherein R 17 and R 18 are each independently selected from the group consisting of a C 1 to C 6 alkyl group, a C 1 to C 6 haloalkyl group, a C 2 to C 6 alkenyl group, a C 2 to C 6 haloalkenyl group, A C 6 to C 18 aryl group, or a C 6 to C 18 haloaryl group.

본 발명에 따른 SEI 막 형성제는 음극 활물질 100 중량부 대비 0.1 내지 5 중량부, 바람직하게는 0.5 내지 2중량부로 음극 형성용 조성물에 포함될 수 있다.The SEI film forming agent according to the present invention may be contained in the composition for forming a negative electrode in an amount of 0.1 to 5 parts by weight, preferably 0.5 to 2 parts by weight, based on 100 parts by weight of the negative electrode active material.

선택적으로, 본 발명의 리튬 이차전지용 음극 형성용 조성물은 SEI 막 형성제의 용해도를 높이기 위해 카보네이트, 알코올 또는 이들의 혼합물을 보조 용매로 더 포함할 수 있다.Alternatively, the composition for forming a negative electrode for a lithium secondary battery of the present invention may further comprise a carbonate, an alcohol, or a mixture thereof as an auxiliary solvent in order to increase the solubility of the SEI film former.

본 발명의 리튬 이차전지용 음극 형성용 조성물은 음극 집전체의 적어도 일면에 도포된 후 건조하여 음극으로 제조될 수 있으며, 상기 제조된 음극은 전해액에 SEI 막 형성제를 첨가하지 않고도 SEI 막이 형성될 수 있으므로, 리튬 이차전지에 유용하게 사용될 수 있다.The composition for forming a negative electrode for a lithium secondary battery of the present invention may be applied to at least one surface of an anode current collector and then dried to be a cathode. The prepared anode can be formed into an SEI film without adding an SEI film forming agent to the electrolyte Therefore, it can be usefully used for a lithium secondary battery.

본 발명의 리튬 이차전지용 음극 형성용 조성물은 SEI 막 형성제를 함유함으로써, 종래 전해액에 필요 이상으로 첨가되던 SEI 막 형성제의 함량을 대폭 줄일 수 있다. 또한, 전극 표면에 있는 음극 활물질 입자 뿐만 아니라 내부의 음극 활물질 입자 주위에도 SEI 막 형성제가 존재할 수 있으므로, 첨가제의 사용 효과를 극대화할 수 있다.The composition for forming a negative electrode for a lithium secondary battery according to the present invention contains an SEI film former, which can significantly reduce the content of an SEI film former added more than necessary in a conventional electrolytic solution. In addition, since the SEI film forming agent can be present not only in the negative electrode active material particles on the electrode surface but also in the vicinity of the negative electrode active material particles therein, the use effect of the additive can be maximized.

따라서, 종래보다 경제적으로 리튬 이차전지를 제조할 수 있으며, 종래 전해액에 과량으로 첨가되어 전지 내부에서 불순물로 남거나 부반응을 일으키는 것을 방지할 수 있다.Therefore, a lithium secondary battery can be manufactured more economically than in the prior art, and it is possible to prevent an excessive amount of the lithium secondary battery from remaining in the battery as an impurity or side reaction.

도 1은 실시예 및 비교예에서 제조된 리튬 이차전지의 수명 특성을 도시한 그래프이다.1 is a graph showing lifetime characteristics of lithium secondary batteries manufactured in Examples and Comparative Examples.

이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

본 발명의 리튬 이차전지용 음극 형성용 조성물은, 음극 활물질, 바인더, 용매, 및 SEI 막 형성제를 포함한다.The negative electrode active material composition for a lithium secondary battery of the present invention comprises a negative electrode active material, a binder, a solvent, and an SEI film former.

전술한 바와 같이, SEI 막은 음극 활물질 표면에 형성된다. 하지만 종래에는 전해액에 SEI 막 형성제를 첨가하여 전지 내부에 주입하였으므로, SEI 막 형성제를 목적물인 음극 활물질 주위에만 분포시키는 것이 불가능하였다. 따라서, 불가피하게 SEI 막 형성제를 과량으로 사용할 수 밖에 없었으며, SEI 막을 형성하지 않고 전해액 내부에 잔존하게 되는 SEI 막 형성제는 세퍼레이터, 양극 등에 분포되어 불순물로 작용하거나 부반응을 일으키는 문제점이 있다.As described above, the SEI film is formed on the surface of the negative electrode active material. However, in the prior art, since the SEI film forming agent is added to the electrolyte and injected into the battery, it has been impossible to distribute the SEI film forming agent only around the target negative active material. Therefore, the SEI film forming agent inevitably has to be used in an excessive amount, and the SEI film forming agent remaining in the electrolyte solution without forming the SEI film is distributed in the separator, the anode, etc., and has a problem of acting as an impurity or causing side reactions.

하지만, 본 발명은 SEI 막 형성제를 음극 형성용 조성물에 함유시켜 상기 문제점을 해결한다. SEI 막 형성제를 음극 형성용 조성물에 첨가함으로써 음극 활물질 표면이나 및 근접한 곳에만 SEI 막 형성제를 위치시킬 수 있게 되어 종래보다 SEI 막 형성제의 사용량을 대폭 줄일 수 있게 된다. 따라서, 종래 보다 전지의 제조 비용을 감소시킬 수 있게 될 뿐만 아니라, 잔존하는 SEI 막 형성제로 인한 상기 문제점들을 해결할 수 있다.However, the present invention solves the above problems by including the SEI film former in the composition for forming an anode. By adding the SEI film forming agent to the composition for forming the negative electrode, the SEI film forming agent can be positioned only on the surface and in the vicinity of the negative electrode active material, so that the usage amount of the SEI film forming agent can be remarkably reduced. Therefore, not only can the manufacturing cost of the battery be reduced, but also the above problems due to the remaining SEI film forming agent can be solved.

본 발명에 있어서, SEI 막 형성제는 비닐렌 카보네이트, 플루오로에틸렌 카보네이트, 비닐에틸렌 카보네이트, 환형 설파이트, 포화 설톤, 불포화 설톤, 비환형 설폰으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2종 이상의 혼합물이다.In the present invention, the SEI film former is any one or a mixture of two or more selected from the group consisting of vinylene carbonate, fluoroethylene carbonate, vinylethylene carbonate, cyclic sulfite, saturated sulphone, unsaturated sulphone, and acyclic sulphone .

본 발명에 따른 SEI 막 형성제 중에서 상기 환형 설파이트는 예를 들면, 하기 화학식 1로 표시될 수 있다:Among the SEI film former according to the present invention, the cyclic sulfite may be represented by, for example,

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112012014430414-pat00005
Figure 112012014430414-pat00005

상기 화학식 1에서, R3 내지 R6은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, C1~C6의 알킬기, 또는 C1~C6의 할로알킬기이고, n은 1~3의 정수이다.Wherein R 3 to R 6 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a C 1 to C 6 alkyl group, or a C 1 to C 6 haloalkyl group, and n is an integer of 1 to 3.

상기 화학식 1의 환형 설파이트의 비제한적인 예는, 에틸렌 설파이트, 메틸 에틸렌 설파이트, 에틸 에틸렌 설파이트, 4,5-디메틸 에틸렌 설파이트, 4,5-디에틸 에틸렌 설파이트, 프로필렌 설파이트, 4,5-디메틸 프로필렌 설파이트, 4,5-디에틸 프로필렌 설파이트, 4,6-디메틸 프로필렌 설파이트, 4,6-디에틸 프로필렌 설파이트 및 1,3-부틸렌 글리콜 설파이트를 포함할 수 있다. 또한, 이들 화합물은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.Non-limiting examples of cyclic sulfites of Formula 1 above include ethylene sulfite, methyl ethylene sulfite, ethyl ethylene sulfite, 4,5-dimethyl ethylene sulfite, 4,5-diethyl ethylene sulfite, , 4,5-dimethylpropylene sulfite, 4,5-diethylpropylene sulfite, 4,6-dimethylpropylene sulfite, 4,6-diethylpropylene sulfite and 1,3-butylene glycol sulfite can do. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

본 발명에 따른 SEI 막 형성제 중에서 상기 포화 설톤은 예를 들면, 하기 화학식 2로 표시될 수 있다:Among the SEI film formers according to the present invention, the saturated sulphone can be represented, for example, by the following formula (2)

[화학식 2](2)

Figure 112012014430414-pat00006
Figure 112012014430414-pat00006

상기 화학식 2에서, R7 내지 R12는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, C1~C6의 알킬기, 또는 C1~C6의 할로알킬기이고, n은 0~3의 정수이다.In the general formula (2), R 7 to R 12 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a C 1 to C 6 alkyl group, or a C 1 to C 6 haloalkyl group, and n is an integer of 0 to 3.

상기 화학식 2의 포화 설톤의 비제한적인 예는 1,3-프로판 설톤 및 1,4-부탄 설톤을 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 또한, 이들 화합물은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.Non-limiting examples of saturated sulphones of formula (2) above include, but are not limited to, 1,3-propane sulphone and 1,4-butane sulphone. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

본 발명에 따른 SEI 막 형성제 중에서 상기 불포화 설톤은 예를 들면, 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다:Among the SEI film formers according to the present invention, the unsaturated sulphones may be represented by, for example,

[화학식 3](3)

Figure 112012014430414-pat00007
Figure 112012014430414-pat00007

상기 화학식 3에서, R13 내지 R16은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, C1~C6의 알킬기, 또는 C1~C6의 할로알킬기이고, n은 0~3의 정수이다.In Formula 3, R 13 to R 16 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a C 1 to C 6 alkyl group, or a C 1 to C 6 haloalkyl group, and n is an integer of 0 to 3.

상기 화학식 3의 불포화 설톤의 비제한적인 예는 에텐 설톤, 1,3-프로펜 설톤, 1,4-부텐 설톤, 1-메틸-1,3-프로펜 설톤을 포함할 수 있다. 또한, 이들 화합물은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.Non-limiting examples of the unsaturated sulphon of the formula (3) may include ethene sulphone, 1,3-propene sulphone, 1,4-butene sulphone, and 1-methyl-1,3-propene sulphone. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

본 발명에 따른 SEI 막 형성제 중에서 상기 비환형 설폰은 예를 들면, 하기 화학식 4로 표시될 수 있다:Among the SEI film forming agents according to the present invention, the acyclic sulfone can be represented, for example, by the following formula (4)

[화학식 4][Chemical Formula 4]

Figure 112012014430414-pat00008
Figure 112012014430414-pat00008

상기 화학식 4에서, R17 및 R18은 각각 독립적으로 C1~C6의 알킬기, C1~C6의 할로알킬기, C2~C6의 알케닐기, C2~C6의 할로알케닐기, C6~C18의 아릴기, 또는 C6~C18의 할로아릴기이다.Wherein R 17 and R 18 are each independently selected from the group consisting of a C 1 to C 6 alkyl group, a C 1 to C 6 haloalkyl group, a C 2 to C 6 alkenyl group, a C 2 to C 6 haloalkenyl group, A C 6 to C 18 aryl group, or a C 6 to C 18 haloaryl group.

상기 화학식 4의 설폰의 비제한적인 예는 디비닐 설폰, 디메틸 설폰, 디에틸 설폰, 메틸에틸 설폰, 메틸비닐 설폰을 포함할 수 있다. 또한, 이들 화합물은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.Non-limiting examples of sulfone of the above formula (4) may include divinyl sulfone, dimethyl sulfone, diethyl sulfone, methyl ethyl sulfone, and methyl vinyl sulfone. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

본 발명에 따른 SEI 막 형성제의 함량은 사용되는 구체적인 SEI 막 형성제의 종류, 음극 활물질의 종류, 전지의 사용 조건 등에 따라 다양하게 결정될 수 있다. 예를 들면, 전지 내부에 잔존량을 최소화하면서 SEI 막을 효과적으로 형성하기 위해서 음극 활물질 100 중량부 대비 0.1 내지 5 중량부, 바람직하게는 0.5 내지 2 중량부로 음극 형성용 조성물에 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The content of the SEI film forming agent according to the present invention can be variously determined depending on the kind of the specific SEI film forming agent used, the kind of the negative electrode active material, the use conditions of the battery, and the like. For example, 0.1 to 5 parts by weight, preferably 0.5 to 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the negative electrode active material may be included in the composition for forming a negative electrode so as to effectively form an SEI film while minimizing the residual amount in the battery. It is not.

본 발명의 리튬 이차전지용 음극 형성용 조성물에 사용되는 음극 활물질로는 통상적으로 리튬이온이 흡장 및 방출될 수 있는 탄소재, 리튬, 리튬 합금, 규소, 규소 합금, 주석, 주석 합금 등을 사용할 수 있으며, 리튬에 대한 전위가 2V 미만인 TiO2, SnO2와 같은 금속 산화물도 가능하다. 바람직하게는 탄소재를 사용할 수 있는데, 탄소재로는 저결정 탄소 및 고결정성 탄소 등이 모두 사용될 수 있다. 저결정성 탄소로는 연화탄소(soft carbon) 및 경화탄소(hard carbon)가 대표적이며, 고결정성 탄소로는 천연 흑연, 키시흑연(Kish graphite), 열분해 탄소(pyrolytic carbon), 액정 피치계 탄소섬유(mesophase pitch based carbon fiber), 탄소 미소구체(meso-carbon microbeads), 액정피치(Mesophase pitches) 및 석유와 석탄계 코크스(petroleum or coal tar pitch derived cokes) 등의 고온 소성탄소가 대표적이다. As the negative electrode active material used in the composition for forming a negative electrode for a lithium secondary battery of the present invention, a carbon material capable of occluding and releasing lithium ions, lithium, lithium alloy, silicon, silicon alloy, tin, tin alloy, , And metal oxides such as TiO 2 and SnO 2 having a potential for lithium of less than 2V are also possible. Preferably, carbon materials can be used, and carbon materials such as low-crystalline carbon and highly-crystalline carbon can be used. Examples of the low crystalline carbon include soft carbon and hard carbon. Examples of highly crystalline carbon include natural graphite, Kish graphite, pyrolytic carbon, liquid crystal pitch carbon fiber high temperature sintered carbon such as mesophase pitch based carbon fiber, meso-carbon microbeads, mesophase pitches and petroleum or coal tar pitch derived cokes.

본 발명의 리튬 이차전지용 음극 형성용 조성물에 사용되는 바인더로는 통상적으로 사용되는 바인더가 제한없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HFP), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), SBR(styrene butadiene rubber), CMC(carboxymethyl cellulose) 등, 다양한 종류의 바인더 고분자가 사용될 수 있다.As the binder used in the composition for forming a negative electrode for a lithium secondary battery of the present invention, a commonly used binder may be used without limitation. For example, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVDF-co-HFP), polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile, polymethylmethacrylate, SBR (styrene butadiene rubber), carboxymethyl cellulose (CMC), and the like can be used.

본 발명의 리튬 이차전지용 음극 형성용 조성물에 사용되는 용매는 당분야에서 음극 형성용 조성물의 용매로 사용되는 것이라면 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들면, n-메틸피롤리돈, 디메틸 설폭사이드, 크레졸, 물 등을 각각 단독으로 또는 이들 중 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The solvent used in the composition for forming a negative electrode for a lithium secondary battery of the present invention can be used without limitation as long as it is used as a solvent of a composition for forming a negative electrode in the art. For example, n-methylpyrrolidone, dimethylsulfoxide, cresol, water and the like may be used alone or in admixture of two or more thereof, but not limited thereto.

선택적으로, 본 발명의 리튬 이차전지용 음극 형성용 조성물은 카보네이트, 알코올 또는 이들의 혼합물을 보조 용매로 더 포함할 수 있다. 상기 보조용매들은 SEI 막 형성제의 용해도를 높이기 위해 극성을 조절하기 위한 목적으로 사용된다. Alternatively, the composition for forming a negative electrode for a lithium secondary battery of the present invention may further comprise a carbonate, an alcohol or a mixture thereof as an auxiliary solvent. The co-solvents are used to control the polarity to increase the solubility of the SEI film former.

보조용매로 사용할 수 있는 카보네이트의 예로는 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트 등의 선형 카보네이트; 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트 등의 환형 카보네이트; 및 이들의 혼합물을 들 수 있으며, 알코올로는 이소프로필 알코올, 이소부틸 알코올 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Examples of the carbonate that can be used as the co-solvent include linear carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate; Cyclic carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate; And mixtures thereof. Examples of the alcohol include isopropyl alcohol, isobutyl alcohol, and the like, but the present invention is not limited thereto.

본 발명의 음극 형성용 조성물은 음극용 집전체의 적어도 일면에 도포된 후 건조하여 리튬 이차전지의 음극으로 사용될 수 있다. 이 때, SEI 막 형성제는 음극 활물질 표면이나 활물질에 근접한 곳에 위치하게 된다. 따라서, 전지 조립 시에 전해액을 주입하게 되면, 음극에 도달한 전해액과 반응하여 음극활물질 표면에 SEI 막을 형성할 수 있다.The composition for forming a negative electrode of the present invention may be applied to at least one surface of a current collector for a negative electrode and dried to be used as a negative electrode of a lithium secondary battery. At this time, the SEI film former is located on the surface of the negative electrode active material or in the vicinity of the active material. Therefore, when the electrolyte is injected at the time of assembling the battery, the SEI film can be formed on the surface of the negative electrode active material by reacting with the electrolyte solution reaching the negative electrode.

본 발명에 따른 리튬 이차전지는 상기 제조된 음극, 양극 및 양극과 음극 사이에 개재된 세퍼레이터로 이루어진 전극 구조체에 비수 전해액을 주입하여 리튬 이차전지로 제조된다. 상기 본 발명에 따른 음극 외에 양극, 세퍼레이터 및 비수 전해액은 리튬 이차전지 제조에 통상적으로 사용되던 것들이 모두 사용될 수 있다.The lithium secondary battery according to the present invention is manufactured as a lithium secondary battery by injecting a non-aqueous electrolyte into the electrode structure composed of the negative electrode, the positive electrode, and the separator interposed between the positive electrode and the negative electrode. In addition to the negative electrode according to the present invention, the positive electrode, the separator, and the nonaqueous electrolyte may be those conventionally used in the production of lithium secondary batteries.

본 발명에 따른 비수 전해액은 이온화 가능한 리튬염 및 유기 용매를 구비한다.The nonaqueous electrolyte solution according to the present invention comprises an ionizable lithium salt and an organic solvent.

본 발명의 비수 전해액에 전해질로서 포함되는 리튬염은 리튬 이차전지용 전해액에 통상적으로 사용되는 것들이 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들어 상기 리튬염의 음이온으로는 F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, N(CN)2 -, BF4 -, ClO4 -, PF6 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, CF3SO3 -, CF3CF2SO3 -, (CF3SO2)2N-, (FSO2)2N- , CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3CO2 -, CH3CO2 -, SCN- 및 (CF3CF2SO2)2N-로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.The lithium salt contained as an electrolyte in a non-aqueous liquid electrolyte of the present invention can be used without limitation, those which are commonly used in a lithium secondary battery electrolyte, such as the lithium salt, the anion is F -, Cl -, Br -, I -, NO 3 -, N (CN) 2 -, BF 4 -, ClO 4 -, PF 6 -, (CF 3) 2 PF 4 -, (CF 3) 3 PF 3 -, (CF 3) 4 PF 2 -, (CF 3) 5 PF -, (CF 3) 6 P -, CF 3 SO 3 -, CF 3 CF 2 SO 3 -, (CF 3 SO 2) 2 N -, (FSO 2) 2 N -, CF 3 CF 2 (CF 3) 2 CO -, (CF 3 SO 2) 2 CH -, (SF 5) 3 C -, (CF 3 SO 2) 3 C -, CF 3 (CF 2) 7 SO 3 -, CF 3 CO 2 - , CH 3 CO 2 - , SCN - and (CF 3 CF 2 SO 2 ) 2 N - .

전술한 본 발명의 비수 전해액에 포함되는 유기 용매로는 리튬 이차전지용 전해액에 통상적으로 사용되는 것들을 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들면 에테르, 에스테르, 아미드, 선형 카보네이트, 환형 카보네이트 등을 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.Examples of the organic solvent included in the non-aqueous electrolyte of the present invention include those commonly used in an electrolyte for a lithium secondary battery, such as an ether, an ester, an amide, a linear carbonate, a cyclic carbonate, etc., Two or more of them may be used in combination.

그 중에서 대표적으로는 환형 카보네이트, 선형 카보네이트, 또는 이들의 혼합물인 카보네이트 화합물을 포함할 수 있다. 상기 환형 카보네이트 화합물의 구체적인 예로는 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate, EC), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate, PC), 1,2-부틸렌 카보네이트, 2,3-부틸렌 카보네이트, 1,2-펜틸렌 카보네이트, 2,3-펜틸렌 카보네이트, 비닐렌 카보네이트 및 이들의 할로겐화물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물이 있다. 또한 상기 선형 카보네이트 화합물의 구체적인 예로는 디메틸 카보네이트(dimethyl carbonate, DMC), 디에틸 카보네이트(diethyl carbonate, DEC), 디프로필 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트(EMC), 메틸프로필 카보네이트 및 에틸프로필 카보네이트 로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물 등이 대표적으로 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Among them, a carbonate compound which is typically a cyclic carbonate, a linear carbonate, or a mixture thereof may be included. Specific examples of the cyclic carbonate compound include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), 1,2-butylene carbonate, 2,3-butylene carbonate, 1,2-pentylene carbonate, 2,3-pentylene carbonate, vinylene carbonate, and halides thereof, or a mixture of two or more thereof. Specific examples of the linear carbonate compound include a group consisting of dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate, ethyl methyl carbonate (EMC), methyl propyl carbonate and ethyl propyl carbonate Any one selected, or a mixture of two or more thereof may be used as typical examples, but the present invention is not limited thereto.

특히, 상기 카보네이트계 유기용매 중 환형 카보네이트인 에틸렌 카보네이트 및 프로필렌 카보네이트는 고점도의 유기용매로서 유전율이 높아 전해질 내의 리튬염을 잘 해리시키므로 바람직하게 사용될 수 있으며, 이러한 환형 카보네이트에 디메틸 카보네이트 및 디에틸 카보네이트와 같은 저점도, 저유전율 선형 카보네이트를 적당한 비율로 혼합하여 사용하면 높은 전기 전도율을 갖는 전해액을 만들 수 있어 더욱 바람직하게 사용될 수 있다.In particular, ethylene carbonate and propylene carbonate, which are cyclic carbonates in the carbonate-based organic solvent, can be preferably used because they have high permittivity as a high viscosity organic solvent and dissociate the lithium salt in the electrolyte well, and dimethyl carbonate and diethyl carbonate When a low viscosity and a low dielectric constant linear carbonate are mixed in an appropriate ratio, an electrolyte having a high electric conductivity can be prepared, and thus it can be more preferably used.

또한, 상기 유기 용매 중 에테르로는 디메틸 에테르, 디에틸 에테르, 디프로필 에테르, 메틸에틸 에테르, 메틸프로필 에테르 및 에틸프로필 에테르로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.As the ether in the organic solvent, any one selected from the group consisting of dimethyl ether, diethyl ether, dipropyl ether, methyl ethyl ether, methyl propyl ether and ethyl propyl ether or a mixture of two or more thereof may be used , But is not limited thereto.

그리고 상기 유기 용매 중 에스테르로는 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 메틸 프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, γ-부티로락톤, γ-발레로락톤, γ-카프로락톤, σ-발레로락톤 및 ε-카프로락톤으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Examples of the ester in the organic solvent include methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate,? -Butyrolactone,? -Valerolactone,? -Caprolactone,? -Valerolactone, ε-caprolactone, or a mixture of two or more thereof, but the present invention is not limited thereto.

또한, 전극 구조체를 이루는 양극, 음극 및 세퍼레이터에 있어서, 상기 본 발명에 따라 제조된 음극 외에 양극과 세퍼레이터는 리튬 이차전지 제조에 통상적으로 사용되던 것들이 모두 사용될 수 있다.Also, in the positive electrode, the negative electrode and the separator forming the electrode structure, in addition to the negative electrode prepared according to the present invention, the positive electrode and the separator may be those conventionally used in the manufacture of lithium secondary batteries.

구체적인 예로서, 양극 활물질로는 리튬함유 전이금속 산화물이 바람직하게 사용될 수 있으며, 예를 들면 LixCoO2(0.5<x<1.3), LixNiO2(0.5<x<1.3), LixMnO2(0.5<x<1.3), LixMn2O4(0.5<x<1.3), Lix(NiaCobMnc)O2(0.5<x<1.3, 0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, a+b+c=1), LixNi1-yCoyO2(0.5<x<1.3, 0<y<1), LixCo1-yMnyO2(0.5<x<1.3, 0≤y<1), LixNi1-yMnyO2(0.5<x<1.3, O≤y<1), Lix(NiaCobMnc)O4(0.5<x<1.3, 0<a<2, 0<b<2, 0<c<2, a+b+c=2), LixMn2-zNizO4(0.5<x<1.3, 0<z<2), LixMn2-zCozO4(0.5<x<1.3, 0<z<2), LixCoPO4(0.5<x<1.3) 및 LixFePO4(0.5<x<1.3)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으며, 상기 리튬함유 전이금속 산화물은 알루미늄(Al) 등의 금속이나 금속산화물로 코팅될 수도 있다. 또한, 상기 리튬함유 전이금속 산화물(oxide) 외에 황화물(sulfide), 셀렌화물(selenide) 및 할로겐화물(halide) 등도 사용될 수 있다. As a specific example, the cathode active material include lithium-containing transition and the metal oxide is preferably used, for example, Li x CoO 2 (0.5 <x <1.3), Li x NiO 2 (0.5 <x <1.3), Li x MnO 2 (0.5 <x <1.3) , Li x Mn 2 O 4 (0.5 <x <1.3), Li x (Ni a Co b Mn c) O 2 (0.5 <x <1.3, 0 <a <1, 0 < 1, 0 <c <1, a + b + c = 1), Li x Ni 1-y Co y O 2 (0.5 <x <1.3, 0 <y <1), Li x Co 1-y Mn y O 2 (0.5 <x < 1.3, 0≤y <1), Li x Ni 1-y Mn y O 2 (0.5 <x <1.3, O≤y <1), Li x (Ni a Co b Mn c ) O 4 (0.5 <x <1.3, 0 <a <2, 0 <b <2, 0 <c <2, a + b + c = 2), Li x Mn 2 -z Ni z O 4 x <1.3, 0 <z < 2), Li x Mn 2-z Co z O 4 (0.5 <x <1.3, 0 <z <2), Li x CoPO 4 (0.5 <x <1.3) and Li x FePO 4 (0.5 < x < 1.3), or a mixture of two or more thereof. The lithium-containing transition metal oxide may be coated with a metal such as aluminum (Al) or a metal oxide . In addition to the lithium-containing transition metal oxide, sulfide, selenide and halide may also be used.

양극 형성용 조성물도 음극에서 사용된 바인더가 동일하게 사용될 수 있다. The composition for forming an anode may be the same as the binder used in the negative electrode.

또한, 세퍼레이터로는 종래에 세퍼레이터로 사용된 통상적인 다공성 고분자 필름, 예를 들어 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 에틸렌/헥센 공중합체 및 에틸렌/메타크릴레이트 공중합체 등과 같은 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름을 단독으로 또는 이들을 적층하여 사용할 수 있으며, 또는 통상적인 다공성 부직포, 예를 들어 고융점의 유리 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 등으로 된 부직포를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.As the separator, a conventional porous polymer film conventionally used as a separator, for example, a polyolefin such as an ethylene homopolymer, a propylene homopolymer, an ethylene / butene copolymer, an ethylene / hexene copolymer and an ethylene / methacrylate copolymer A porous polymer film made of a high molecular weight polymer may be used alone or in a laminated manner, or a nonwoven fabric made of a conventional porous nonwoven fabric such as a glass fiber having a high melting point, a polyethylene terephthalate fiber or the like may be used. It is not.

본 발명의 리튬 이차전지의 외형은 특별한 제한이 없으나, 캔을 사용한 원통형, 각형, 파우치(pouch)형 또는 코인(coin)형 등이 될 수 있다.The external shape of the lithium secondary battery of the present invention is not particularly limited, but may be a cylindrical shape, a square shape, a pouch shape, a coin shape, or the like using a can.

이하, 본 발명을 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the embodiments according to the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention.

실시예Example

<음극 형성용 조성물의 제조>&Lt; Preparation of composition for negative electrode formation >

천연 흑연 96.0 중량부, 카르복시메틸셀룰로오스 1.0 중량부, 스티렌-부타디엔 러버 2.0 중량부, 및 전도성 카본 1.0 중량부를 유발에서 순차적으로 물을 용매로 혼합한 후, 충분히 교반하였다. 이 혼합물에 비닐렌 카보네이트를 음극 활물질인 천연 흑연의 2.0 중량%, 즉 1.92 중량부 만큼 첨가한 후 재교반하여 균일한 음극 형성용 조성물을 제조하였다.
96.0 parts by weight of natural graphite, 1.0 part by weight of carboxymethylcellulose, 2.0 parts by weight of styrene-butadiene rubber, and 1.0 part by weight of conductive carbon were successively mixed with water in a mortar and stirred sufficiently. To this mixture, vinylene carbonate was added in an amount of 2.0% by weight, that is, 1.92 parts by weight of natural graphite, which is an anode active material, and then re-crosslinked to prepare a uniform composition for forming an anode.

<리튬 이차전지용 음극의 제조>&Lt; Preparation of negative electrode for lithium secondary battery &

상기 제조된 음극 형성용 조성물을 두께 10㎛의 동박 위에 250㎛ 두께로 코팅하고, 약 120℃의 오븐에서 약 1 시간 동안 건조하여 음극을 제조하였다.
The thus-prepared composition for anode formation was coated on a copper foil having a thickness of 10 탆 to a thickness of 250 탆 and dried in an oven at about 120 캜 for about 1 hour to prepare a negative electrode.

<리튬 이차전지의 제조>&Lt; Production of lithium secondary battery >

상기 제조된 음극에 리튬을 양극으로 하여 CR2016 규격의 코인셀을 제조하였고, 세퍼레이터는 20㎛ 두께의 폴리에틸렌 다공성 필름을 사용하였다. 전해액으로는 에틸렌 카본네이트와 에틸메틸 카보네이트를 1:2의 부피비로 혼합하고, LiPF6 1M을 용해하여 사용하여, 리튬 이차전지를 제조하였다.
A coin cell of the CR2016 standard was prepared using lithium as an anode and a polyethylene porous film having a thickness of 20 mu m as a separator. As the electrolytic solution, ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate were mixed in a volume ratio of 1: 2, and LiPF6 1M was dissolved and used to prepare a lithium secondary battery.

비교예Comparative Example

음극 제조시에 비닐렌 카보네이트를 첨가하지 않고, 전해액에 음극 활물질인천연 흑연의 2.0 중량%에 해당하는 비닐렌 카보네이트를 첨가한 점을 제외하고는, 실시예와 동일한 방법으로 리튬 이차전지를 제조하였다.
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example except that vinylene carbonate corresponding to 2.0% by weight of natural graphite, which is an anode active material, was added to the electrolyte without adding vinylene carbonate at the time of preparing the negative electrode .

<충방전 사이클 성능 평가> &Lt; Evaluation of charging / discharging cycle performance &

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 코인셀에 대하여, 1.0C의 충방전 사이클 조건으로 각 사이클에 있어서 초기 용량 대비 비율(%)로 수명 특성을 측정하였고, 그 측정 결과를 도 1에 도시하였다. The life characteristics of the coin cells prepared in the above examples and comparative examples were measured in terms of ratio (%) relative to the initial capacity in each cycle under the conditions of a charge-discharge cycle of 1.0 C, and the measurement results are shown in Fig.

도 1을 참조하면, 활물질 대비 동일 중량비로 비닐렌 카보네이트가 전극 제조시 첨가된 실시예와, 전해액 내로 첨가된 비교예의 성능 비교 실험 결과, 충방전 사이클이 활물질에 직접 주입된 경우가 더 우수한 결과를 나타냄을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 1, in the case where vinylene carbonate was added at the same weight ratio to the active material in the electrode preparation and in the comparative example in which the electrolyte was added to the electrolyte, the results obtained when the charge / discharge cycle was directly injected into the active material Can be confirmed.

Claims (10)

음극 활물질; 바인더; 용매; 및 SEI 막 형성제를 포함하고,
상기 SEI 막 형성제는 플루오로에틸렌 카보네이트, 비닐에틸렌 카보네이트, 또는 이들의 혼합물이고,
상기 SEI 막 형성제는 음극 활물질 100 중량부 대비 0.5 내지 2 중량부로 포함되고,
상기 바인더는 SBR(styrene butadiene rubber) 및 CMC(carboxymethyl cellulose) 중 1종 이상이고, 상기 용매는 물인 리튬 이차전지용 음극 형성용 조성물.
Anode active material; bookbinder; menstruum; And an SEI film former,
Wherein the SEI film former is a fluoroethylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, or a mixture thereof,
The SEI film forming agent is contained in an amount of 0.5 to 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the negative electrode active material,
Wherein the binder is at least one of SBR (styrene butadiene rubber) and CMC (carboxymethyl cellulose), and the solvent is water.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
카보네이트, 알코올 또는 이들의 혼합물을 보조 용매로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 음극 형성용 조성물.
The method according to claim 1,
Carbonate, an alcohol, or a mixture thereof as an auxiliary solvent.
제1항에 있어서,
상기 음극 활물질은 리튬이온이 흡장 및 방출될 수 있는 탄소재, 리튬, 리튬 합금, 규소, 규소 합금, 주석, 및 주석 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 음극 형성용 조성물.
The method according to claim 1,
The negative electrode active material may be any one selected from the group consisting of carbon materials capable of lithium ion intercalation and deintercalation, lithium, lithium alloy, silicon, silicon alloy, tin and tin alloy, or a mixture of two or more thereof. By weight based on the weight of the negative electrode.
집전체 및 상기 집전체의 적어도 일면에 제1항, 제7항, 또는 제8항 중 어느 한 항의 음극 형성용 조성물을 도포하고 건조하여 형성된 음극 활물질층을 구비한 리튬 이차전지용 음극.And a negative electrode active material layer formed by applying the negative electrode composition of any one of claims 1, 7, or 8 on at least one surface of the current collector and the current collector and drying the negative electrode active material layer. 음극, 양극 및 비수 전해액을 구비하는 리튬 이차전지에 있어서,
상기 음극은 제9항의 음극인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
A lithium secondary battery comprising a negative electrode, a positive electrode and a non-aqueous electrolyte,
Wherein the negative electrode is the negative electrode of claim 9.
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