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KR20050096401A - 리튬 전지용 전해질 및 그를 포함하는 리튬 전지 - Google Patents

리튬 전지용 전해질 및 그를 포함하는 리튬 전지 Download PDF

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KR20050096401A
KR20050096401A KR1020040021589A KR20040021589A KR20050096401A KR 20050096401 A KR20050096401 A KR 20050096401A KR 1020040021589 A KR1020040021589 A KR 1020040021589A KR 20040021589 A KR20040021589 A KR 20040021589A KR 20050096401 A KR20050096401 A KR 20050096401A
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South Korea
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carbonate
electrolyte
lithium battery
lithium
solvent
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KR1020040021589A
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류경한
송의환
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삼성에스디아이 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은 리튬 전지용 전해질 및 그를 포함하는 리튬 전지에 관한 것으로서, 상기 전해질은 비수성 유기 용매; 리튬염; 및 하기 화학식 1 내지 3으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 첨가제를 포함하는 리튬 전지용 전해질을 제공한다.
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
(상기 화학식 1 내지 3에 있어서, X는 할로겐, H, C1 내지 C6 알킬기 또는 C 6 내지 C8 아릴기이고, R은 C1 내지 C6 알킬기 또는 C6 내지 C 10 아릴기임)
본 발명의 전해질을 포함하는 리튬 전지는 과충전 특성과 같은 전지의 안전성이 기존의 비수계 전해질을 사용하는 전지에 비해 월등히 우수하다.

Description

리튬 전지용 전해질 및 그를 포함하는 리튬 전지{ELECTROLYTE FOR LITHIUM BATTERY AND LITHIUM BATTERY COMPRISING SAME}
[산업상 이용 분야]
본 발명은 리튬 전지용 전해질 및 그를 포함하는 리튬 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 안전성이 우수한 리튬 전지용 전해질 및 그를 포함하는 리튬 전지에 관한 것이다.
[종래 기술]
최근 휴대용 전자기기의 소형화 및 경량화 추세와 관련하여 이들 기기의 전원으로 사용되는 전지의 고성능화 및 대용량화에 대한 필요성이 높아지고 있다. 현재 상업화되어 사용 중인 리튬 이차 전지는 평균 방전 전위가 3.7V, 즉 4V대의 전지로서 3C라 일컬어지는 휴대용 전화, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등에 급속도로 적용되고 있는 디지털 시대의 심장에 해당하는 요소이다.
전지의 용량, 성능 특성의 개선과 함께 과충전 특성과 같은 안전성을 향상시키기 위한 연구도 활발하게 진행되고 있다. 전지가 과충전되면 충전상태에 따라 양극에서는 리튬이 과잉 석출되고, 음극에서는 리튬이 과잉 삽입되어 양극 및 음극이 열적으로 불안정해져 전해질의 유기용매가 분해되는 등 급격한 발열반응이 일어나고, 또한 열폭주 현상이 발생하여 전지의 안전성에 심각한 문제점이 발생한다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 전해질 중에 레독스 셔틀(redox shuttle) 첨가제로서 방향족 화합물을 첨가하는 방법이 이용되고 있다. 예를 들어 미국 특허 제 5,709,968 호는 2,4-디플루오로아니솔(2,4-difluoroanisole)과 같은 벤젠 화합물을 첨가하여 과충전 전류 및 이로 인한 열폭주 현상을 방지할 수 있는 비수계 리튬 이온 전지를 개시하고 있다. 제 5,879,834 호에는 바이페닐(biphenyl), 3-클로로티오펜(3-chlorothiophene), 퓨란 등의 방향족 화합물을 소량 첨가하여 비정상적인 과전압 상태에서 전기화학적으로 중합되어 내부저항을 증가시킴으로써 전지의 안전성을 향상시키기 위한 방법이 기재되어 있다. 이들 레독스 셔틀 첨가제들은 산화발열 반응에 의해 발생되는 열에 의해 전지 내부 온도를 조기에 상승시켜 세퍼레이터의 기공을 빠르고 균일하게 차단(shut-down)시킴으로써 과충전 반응을 억제하는 작용을 한다. 또한 과충전시 정극 표면에서 첨가제의 중합반응이 과충전 전류를 소비하여 전지를 보호하는 기능도 한다.
그러나 전지가 고객의 요구에 따라 점점 더 고용량화 되면서 이러한 과충전 방지 첨가제로써는 높은 수준의 안전성 요구 조건을 만족하기 힘들다. 따라서 전지의 고용량화에 대한 요구가 점점 증가하면서, 이들의 안전성을 확보할 수 있는 새로운 과충전 첨가제 및 이를 포함하는 전해액 시스템에 관한 필요성이 절실히 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 전지의 안전성 특성을 개선시킬 수 있는 리튬 전지용 전해질을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 전해질을 포함하는 리튬 전지를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 비수성 유기용매; 리튬염; 및 하기 화학식 1 내지 3으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 첨가제를 포함하는 리튬 전지용 전해질을 제공한다.
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
(상기 화학식 1 내지 3에 있어서, X는 할로겐, H, C1 내지 C6 알킬기 또는 C 6 내지 C8 아릴기이고, R은 C1 내지 C6 알킬기 또는 C6 내지 C 10 아릴기임)
본 발명은 또한 상기 전해질; 리튬을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 양극 활물질을 포함하는 양극; 및 리튬을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 음극 활물질을 포함하는 음극을 포함하는 리튬 전지를 제공한다.
이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 비수계 리튬 전지의 전해질에 관한 것으로서 일반적인 비수계 리튬 이차 전지(1)의 구조는 도 1에 도시된 바와 같다.
상기 전지는 리튬을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 활물질을 포함하는 양극(2) 및 음극(4)으로 사용하고 양극(2)과 음극(4) 사이에 세퍼레이터(6)를 삽입하여 이를 권취하여 전극조립체 (8)를 형성한 다음 케이스(10)에 넣어 제조된다. 상기 전지의 상부는 캡 플레이트(12)와 가스켓(14)으로 밀봉한다. 상기 캡 플레이트(12)에는 전지의 과압 형성을 방지하는 안전밸브(safety vent)(16)가 설치될 수 있다. 상기 양극(2) 및 음극(4)에 각각 양극 탭(18)과 음극 탭(20)을 설치하고 절연체(22, 24)는 전지의 내부 단락을 방지하기 위하여 삽입된다. 전지를 밀봉하기 전에 전해질(26)을 주입한다. 주입된 전해질(26)은 세퍼레이터(6)에 함침된다. 상기 세퍼레이터로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 또는 이들 폴리에틸렌/폴리프로필렌의 다중막이 사용될 수 있다.
리튬 전지는 오용 및 충전기 등의 고장에 의해 과충전 및 전지 자체의 설계상의 결함에 의한 단락(short) 등으로 전지의 온도가 급격히 상승하는 열폭주 현상이 일어날 수 있다. 특히, 과충전되는 동안 과량의 리튬이 양극으로부터 빠져나와 음극 표면에 석출되어 두 전극이 열적으로 매우 불안정한 상태가 되어 전해질의 열분해, 전해질과 리튬과의 반응, 양극에서의 전해질 산화반응, 양극 활물질의 열분해에 의해 발생하는 산소와 전해질의 반응 등에 의해 발열반응이 급격하게 진행되어 전지의 온도가 급상승하는 소위, 열폭주 현상이 발생하여 전지의 최고허용 온도를 초과하여 전지의 발화 및 발연으로 이어지게 된다.
본 발명에서는 하기 화학식 1 내지 3으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물을 전해질 첨가제로 사용함으로써 전지의 과충전시 안전성을 향상시킬 수 있는 전해질을 제공한다.
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
(상기 화학식 1 내지 3에 있어서, X는 할로겐, H, C1 내지 C6 알킬기 또는 C 6 내지 C8 아릴기이고, R은 C1 내지 C6 알킬기 또는 C6 내지 C 10 아릴기임)
본 발명에서 전해질 첨가제로 사용되는 상기 화학식 1 내지 3의 화합물은 약 4.5V 이상에서 중합이 개시되어 극판 표면을 코팅함으로써 양극과 음극 사이의 저항을 증가시키거나, 약 4.5V 이상의 전압에서 산화 환원 반응을 진행하여 과충전시 인가되는 전류를 소비하여 리튬전지의 안전성을 확보하는 기능을 하게된다.
상기 전해질 첨가제는 전해질의 총량을 기준으로 0.1 내지 50 중량%의 양으로 사용되는 것이 바람직하며, 0.1 내지 10 중량%가 더욱 바람직하며, 0.5 내지 5 중량%가 가장 바람직하다. 상기 첨가제의 첨가량이 0.1 중량% 미만이면 첨가효과가 미미하고 50 중량%를 초과하는 경우에는 전지의 수명특성이 저하되는 문제점이 있어 바람직하지 않다.
상기 전해질 첨가제를 포함하는 본 발명의 전해질은 리튬염과 비수성 유기 용매를 포함한다. 리튬염은 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 작용하여 기본적인 리튬 전지의 작동을 가능하게 하며, 비수성 유기용매는 전지의 전기화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 한다.
상기 리튬염으로는 LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiClO 4, LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N, LiC4F9SO3, LiAlO 4, LiAlCl4, LiN(CxF2x+1SO2)(CyF 2y+1SO2)(여기서, x 및 y는 자연수임), LiCl, 및 LiI로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용가능하다.
리튬염의 농도는 0.6 내지 2.0M 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하며, 0.7 내지 1.6M 범위 내에서 사용하는 것이 더 바람직하다. 리튬염의 농도가 0.6M 미만이면 전해질의 전도도가 낮아져 전해질 성능이 떨어지고, 2.0M을 초과하는 경우에는 전해질의 점도가 증가하여 리튬 이온의 이동성이 감소되는 문제점이 있다.
비수성 유기용매로는 카보네이트, 에스테르, 에테르 또는 케톤을 사용할 수 있다. 상기 카보네이트로는 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디프로필 카보네이트(DPC), 메틸프로필 카보네이트(MPC), 에틸프로필 카보네이트(EPC), 메틸에틸 카보네이트(MEC) 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC) 등이 사용될 수 있으며, 상기 에스테르는 n-메틸 아세테이트, n-에틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트 등이 사용될 수 있다.
상기 비수성 유기용매중 카보네이트계 용매의 경우 환형(cyclic) 카보네이트와 사슬형(chain) 카보네이트를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우 환형 카보네이트와 사슬형 카보네이트는 1:1 내지 1:9의 부피비로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 상기 부피비로 혼합되어야 전해질의 성능이 바람직하게 나타난다.
또한 본 발명의 전해질은 상기 카보네이트계 용매에 방향족 탄화수소계 유기용매를 더 포함할 수도 있다. 방향족 탄화수소계 유기용매로는 하기 화학식 4의 방향족 탄화수소계 화합물이 사용될 수 있다.
[화학식 4]
(상기 식에서 R1은 할로겐 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고 q는 0 내지 6의 정수이다.)
본 발명의 전해질은 비수성 유기 용매에 리튬염과 상기 첨가제를 첨가하여 제조된다. 상기 첨가제를 리튬염이 용해되어 있는 유기 용매에 첨가하는 것이 일반적이나, 리튬염과 전해질 첨가제의 첨가 순서는 중요하지 않다.
본 발명은 상기 전해질을 포함하는 리튬 전지를 제공한다. 리튬 전지의 양극 활물질로는 리튬의 가역적인 인터칼레이션/디인터칼레이션이 가능한 화합물(리티에이티드 인터칼레이션 화합물), 또는 리튬과 가역적으로 반응하여 리튬-함유 화합물을 형성할 수 있는 물질 등이 사용될 수 있다. 음극 활물질로는 리튬 금속, 또는 리튬의 가역적인 인터칼레이션/디인터칼레이션이 가능한 탄소재 물질이 사용된다. 본 발명의 리튬 전지는 다음과 같은 공정을 거쳐 제조될 수 있다.
우선 상기 화학식 1 내지 3으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 첨가제, 리튬염을 함유하는 비수성 유기용매에 첨가하여 전해질 형성용 조성물을 제조한다.
리튬 전지 제조시 사용되는 통상적인 방법에 따라 양극과 음극을 각각 제조한다. 그런 다음 양극과 음극 사이에 망목 구조를 갖는 절연성 수지로 된 세퍼레이터를 삽입하고 이를 와인딩(winding)하거나 스택킹(stacking)하여 전극 조립체를 형성한 다음, 이를 전지 케이스에 넣어 전지를 조립한다. 상기 세퍼레이터로는 폴리에틸렌 세퍼레이터, 폴리프로필렌 세퍼레이터, 폴리에틸렌/폴리프로필렌 2층 세퍼레이터, 폴리에틸렌/폴리프로필렌/폴리에틸렌 3층 세퍼레이터 또는 폴리프로필렌/폴리에틸렌/폴리프로필렌 3층 세퍼레이터를 사용할 수 있다. 이러한 공정을 거쳐 제조된 리튬 전지중 각형 리튬 전지의 단면도는 도 1에 도시되어 있다.
상술한 방법에 따라 제조된 본 발명의 리튬 전지는 리튬 일차 전지 및 리튬 이차 전지 모두가 가능하다.
본 발명의 전해질을 포함하는 리튬 전지는 과충전 특성이 기존의 비수계 전해질을 사용하는 전지에 월등히 우수하다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<비교예 1>
LiCoO2 양극 활물질 94g, 슈퍼-P 도전재 3g 및 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 바인더 3g을 N-메틸-2-피롤리돈에 용해하여 양극 활물질 슬러리를 제조하였다. 상기 양극 활물질 슬러리를 폭이 4.9㎝, 두께가 147㎛인 Al-호일에 도포하고, 이를 건조 및 압연한 뒤 소정치수로 절단하여 양극을 제조하였다.
메조카본파이버(MCF: Petoca사) 음극 활물질 89.8g, 옥살산 첨가제 0.2g, 폴리비닐리덴 플루오라이드 바인더 10g을 N-메틸-2-피롤리돈에 용해하여 음극 활물질 슬러리를 제조하였다. 이 음극 활물질 슬러리를 폭이 5.1㎝, 두께가 178㎛인 구리 호일상에 도포한 다음, 이를 건조 및 압연하고 소정 치수로 절단하여 애노드를 제조하였다.
제조된 양극 및 음극 사이에 폴리에틸렌 필름으로 제조된 세퍼레이터를 배치하고 이를 와인딩하여 전극 조립체를 만들었다. 이 전극 조립체를 전지 케이스 내에 넣은 다음, 액체 전해액을 감압하여 주입하여 전지를 완성하였다. 이때 전해액으로는 1.3M LiPF6가 용해된 에틸렌 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트, 프로필렌 카보네이트 및 플루오로벤젠의 혼합 용매(30:55:5:10 부피비)를 사용하였다.
<실시예 1>
전해액으로 티오아세트산 O-페닐 에스테르(Thioacetic acid O-phenyl ester) 0.15g, 전해액인 1.3M LiPF6이 용해된 에틸렌 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트, 프로필렌 카보네이트 및 플루오로벤젠(30:50:10:10 부피비) 용액 5g으로 구성된 혼합용액을 2.3g 주입하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법에 따라 리튬 이차 전지 완성하였다.
<실시예 2>
전해액으로 티오아세트산 S-페닐 에스테르 0.15g, 전해액인 1.3M LiPF6이 용해된 에틸렌 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트, 프로필렌 카보네이트 및 플루오로벤젠 용액 5g으로 구성된 혼합용액을 2.3g 주입하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법에 따라 리튬 이차 전지 완성하였다.
상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1의 각형 전지를 2C에서 충방전을 실시하여 용량을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다. 과충전 안전성 평가 결과도 표 1에 함께 기재하였다. 과충전 안전성 특성을 평가하기 위해 상기한 바와 같이 얻어진 각 리튬 이온 전지를 만방전 상태에서 각 리튬 이온 전지의 양극/음극 단자 사이에 2.37A의 충전 전류로 약 2.5시간 흘려 과충전을 행하여 충전 전압 및 온도 변화를 관찰하여 그 결과를 기록하였다.
표준 용량(mAh) 2C 용량(mAh) 과충전 안전성
실시예 1 810 780 발화없음
실시예 2 760 650 발화없음
비교예 1 828 805 발화
상기 표 1에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 2에 따른 전지가 2C 용량특성을 감소시키지 않으면서 과충전 안전성 면에서 비교예 1보다 월등히 우수한 것을 알 수 있다.
도 2 및 3은 각각 실시예 1 및 비교예 1의 2.37A에서 12V 과충전 할 경우 전지의 전류, 온도, 전압 특성을 보인 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예 1의 전지는 과충전 시 전지의 전압유지에의해 전지의 안전성이 만족되는 것을 볼 수 있다. 이는 전해질 첨가제가 레덕스 셔틀(redox shuttle)로 작용하여 과충전시 전류를 소모시켜 준 것으로 생각된다. 이에 반하여 비교예 1의 경우에는 전지의 온도가 급격히 상승하였으며 전압도 약 12V까지 올라간 후 0V로 떨어져 전지의 단락 현상이 일어난 것을 알 수 있다.
본 발명의 전해질을 포함하는 리튬 전지는 과충전 특성과 같은 전지의 안전성이 기존의 비수계 전해질을 사용하는 전지에 비해 월등히 우수하다.
도 1은 본 발명의 리튬 전지의 구조를 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 리튬 전지를 12V로 과충전한 경우, 전류, 온도 및 전압 특성을 나타낸 그래프.
도 3은 비교예 1에 따른 리튬 전지를 12V로 과충전한 경우, 전류, 온도 및 전압 특성을 나타낸 그래프.

Claims (24)

  1. 비수성 유기 용매;
    리튬염; 및
    하기 화학식 1 내지 3으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 첨가제
    를 포함하는 리튬 전지용 전해질.
    [화학식 1]
    [화학식 2]
    [화학식 3]
    (상기 화학식 1 내지 3에 있어서, X는 할로겐, H, C1 내지 C6 알킬기 또는 C 6 내지 C8 아릴기이고, R은 C1 내지 C6 알킬기 또는 C6 내지 C 10 아릴기임)
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 첨가제 화합물의 함량은 상기 전해질 전체 중량에 대하여 0.01 내지 50 중량%인 리튬 전지용 전해질.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 첨가제 화합물의 함량은 상기 전해질 전체 중량에 대하여 0.1 내지 10 중량%인 리튬 전지용 전해질.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 리튬염은 LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6 , LiClO4, LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N, LiC4F 9SO3, LiAlO4, LiAlCl4, LiN(CxF2x+1 SO2)(CyF2y+1SO2)(여기서, x 및 y는 자연수임), LiCl, 및 LiI로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상인 리튬 전지용 전해질.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 리튬염은 0.7 내지 2.0M 의 농도로 사용되는 리튬 전지용 전해질.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 비수성 유기용매는 카보네이트, 에스테르, 에테르 및 케톤으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 용매인 리튬 전지용 전해질.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 카보네이트는 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디프로필 카보네이트(DPC), 메틸프로필 카보네이트(MPC), 에틸프로필 카보네이트(EPC), 메틸에틸 카보네이트(MEC) 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC) 및 부틸렌 카보네이트(BC)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 용매인 리튬 전지용 전해질.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 카보네이트는 환형(cyclic) 카보네이트와 사슬형(chain) 카보네이트의 혼합용매인 리튬 전지용 전해질.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 비수성 유기용매는 카보네이트계 용매와 방향족 탄화수소계 유기용매의 혼합용매인 리튬 전지용 전해질.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 방향족 탄화수소계 유기용매는 하기 화학식 4의 방향족 화합물인 리튬 전지용 전해질.
    [화학식 4]
    상기 화학식 4에서 R1은 할로겐 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고 q는 0 내지 6의 정수이다.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 방향족 탄화수소계 유기용매는 벤젠, 플루오로벤젠, 톨루엔, 플루오로톨루엔, 트리플루오로톨루엔, 및 자일렌으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 용매인 리튬 전지용 전해질.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 카보네이트계 용매와 방향족 탄화수소계 유기용매는 1:1 내지 30:1의 부피비로 혼합되는 것인 리튬 전지용 전해질.
  13. 비수성 유기 용매, 리튬염 및 하기 화학식 1 내지 3으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 첨가제를 포함하는 전해질;
    리튬을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 양극 활물질을 포함하는 양극; 및
    리튬을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 음극 활물질을 포함하는 음극
    을 포함하는 리튬 전지.
    [화학식 1]
    [화학식 2]
    [화학식 3]
    (상기 화학식 1 내지 3에 있어서, X는 할로겐, H, C1 내지 C6 알킬기 또는 C 6 내지 C8 아릴기이고, R은 C1 내지 C6 알킬기 또는 C6 내지 C 10 아릴기임)
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 첨가제 화합물의 함량은 상기 전해질 전체 중량에 대하여 0.01 내지 50 중량%인 리튬 전지.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 첨가제 화합물의 함량은 상기 전해질 전체 중량에 대하여 0.1 내지 10 중량%인 리튬 전지.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 리튬염은 LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF 6, LiClO4, LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N, LiC4F 9SO3, LiAlO4, LiAlCl4, LiN(CxF2x+1 SO2)(CyF2y+1SO2)(여기서, x 및 y는 자연수임), LiCl, 및 LiI로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상인 리튬 전지.
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 리튬염은 0.7 내지 2.0M 의 농도로 사용되는 리튬 전지.
  18. 제 13 항에 있어서, 상기 비수성 유기용매는 카보네이트, 에스테르, 에테르 및 케톤으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 용매인 리튬 전지용 전해질.
  19. 제 13 항에 있어서, 상기 카보네이트는 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디프로필 카보네이트(DPC), 메틸프로필 카보네이트(MPC), 에틸프로필 카보네이트(EPC), 메틸에틸 카보네이트(MEC) 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC) 및 부틸렌 카보네이트(BC)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 용매인 리튬 전지.
  20. 제 18 항에 있어서, 상기 카보네이트는 환형(cyclic) 카보네이트와 사슬형(chain) 카보네이트의 혼합용매인 리튬 전지.
  21. 제 13 항에 있어서, 상기 비수성 유기용매는 카보네이트계 용매와 방향족 탄화수소계 유기용매의 혼합용매인 리튬 전지.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 방향족 탄화수소계 유기용매는 하기 화학식 4의 방향족 화합물인 리튬 전지.
    [화학식 4]
    상기 화학식 4에서 R1은 할로겐 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고 q는 0 내지 6의 정수이다.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 방향족 탄화수소계 유기용매는 벤젠, 플루오로벤젠, 톨루엔, 플루오로톨루엔, 트리플루오로톨루엔, 및 자일렌으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 용매인 리튬 전지.
  24. 제 21 항에 있어서, 상기 카보네이트계 용매와 방향족 탄화수소계 유기용매는 1:1 내지 30:1의 부피비로 혼합되는 것인 리튬 전지.
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