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KR101185535B1 - Lithium secondary battery - Google Patents

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KR101185535B1
KR101185535B1 KR1020100075009A KR20100075009A KR101185535B1 KR 101185535 B1 KR101185535 B1 KR 101185535B1 KR 1020100075009 A KR1020100075009 A KR 1020100075009A KR 20100075009 A KR20100075009 A KR 20100075009A KR 101185535 B1 KR101185535 B1 KR 101185535B1
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carbonate
lithium secondary
secondary battery
positive electrode
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홍연숙
오재승
이효진
이병배
최권영
박지원
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 리튬 이차전지에 관한 것이다. 본 발명에 따라 양극, 음극, 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막 및 비수 전해액을 포함하는 리튬 이차전지는, 상기 양극이 제1 양극활물질 LixCoO2(0.5<x<1.3)와 제2 양극활물질 Lix(NiaCobMnc)O2(0.5<x<1.3, 0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, a+b+c=1)의 혼합 양극활물질, 또는 알루미늄이 코팅된 LixCoO2(0.5<x<1.3) 양극활물질을 포함하며, 상기 비수 전해액은 비수 전해액 총 중량에 대하여, (a) 특정의 할로겐으로 치환된 환형 카보네이트와 비닐렌기 또는 비닐기를 함유하는 화합물의 혼합물 1중량% 내지 10중량%; 및 (b) 탄소수 2 내지 12의 알콕시알킬기를 갖는 니트릴 화합물 0.1중량% 내지 9중량%를 첨가제로서 포함한다. 본 발명의 리튬 이차전지는 고온저장 시 전지의 부품(swelling)현상을 일으키는 부작용도 줄일 수 있다.The present invention relates to a lithium secondary battery. According to the present invention, a lithium secondary battery including a positive electrode, a negative electrode, a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode and a nonaqueous electrolyte solution, wherein the positive electrode is a first positive electrode active material Li x CoO 2 (0.5 <x <1.3) and a second positive electrode Mixed positive electrode active material of active material Li x (Ni a Co b Mn c ) O 2 (0.5 <x <1.3, 0 <a <1, 0 <b <1, 0 <c <1, a + b + c = 1) Or Al-coated Li x CoO 2 (0.5 <x <1.3) cathode active material, wherein the nonaqueous electrolyte is based on the total weight of the nonaqueous electrolyte, and (a) a cyclic carbonate and vinylene group or vinyl substituted with a specific halogen. 1% to 10% by weight of a mixture of compounds containing groups; And (b) 0.1 wt% to 9 wt% of a nitrile compound having an alkoxyalkyl group having 2 to 12 carbon atoms as an additive. The lithium secondary battery of the present invention can also reduce side effects that cause swelling of the battery during high temperature storage.

Description

리튬 이차전지{LITHIUM SECONDARY BATTERY}Lithium Secondary Battery {LITHIUM SECONDARY BATTERY}

본 발명은 특정한 양극 활물질로 제조된 양극 및 3성분계 첨가제를 함유하는 비수 전해액을 구비하여 안전성이 우수하고 부품 현상을 방지 효과가 우수한 리튬 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium secondary battery having a nonaqueous electrolyte containing a positive electrode and a three-component additive prepared from a specific positive electrode active material, and having excellent safety and preventing component phenomena.

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 field of application extends to the energy of mobile phones, camcorders, notebook PCs, and even electric vehicles, the demand for high energy density of batteries used as power sources for such electronic devices is increasing. 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 secondary batteries currently applied, lithium secondary batteries developed in the early 1990's include lithium salts dissolved in an appropriate amount of a negative electrode such as a carbon material capable of occluding and releasing lithium ions, a positive electrode made of lithium-containing oxide, and a mixed organic solvent. It consists of a nonaqueous electrolyte.

그런데, 리튬 이차전지의 응용 범위가 확대되면서 고온 이나 저온 환경 등 보다 가혹한 환경에서도 리튬 이차전지를 사용해야 하는 경우가 늘어나고 있다. However, as the application range of the lithium secondary battery expands, there is an increasing need to use the lithium secondary battery even in a harsher environment such as a high temperature or a low temperature environment.

하지만, 리튬 이차전지의 양극 활물질로서 사용되는 리튬 전이금속 산화물 또는 복합 산화물은 만충전 상태에서 고온 보관 시에 양극에서 금속 성분이 이탈되어 열적으로 불안정한 상태에 놓이게 되는 문제점이 있다.However, a lithium transition metal oxide or a composite oxide used as a positive electrode active material of a lithium secondary battery has a problem in that the metal component is separated from the positive electrode and stored in an unstable state at high temperature in a fully charged state.

또한, 현재 비수 전해액에 널리 사용되는 유기 용매로는 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 디메톡시에탄, 감마부티로락톤, N,N-디메틸포름아미드, 테트라하이드로푸란 또는 아세트니트릴 등이 있다. 그러나 이러한 유기 용매는 일반적으로 고온에서 장시간 보관할 경우 전해액의 산화로 인한 기체 발생 등으로 전지의 안정된 구조를 변형시키거나 과충전, 과방전에 의한 내부 발열 시 심할 경우 내부 단락으로 이어져 전지가 발화, 폭발되는 문제를 야기할 수 있다. In addition, organic solvents currently widely used in nonaqueous electrolytes include ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethoxyethane, gamma butyrolactone, N, N-dimethylformamide, tetrahydrofuran or acetonitrile. However, these organic solvents generally deform the stable structure of the battery due to gas generation due to oxidation of the electrolyte when stored for a long time at high temperature, or when the internal heating occurs due to overheating or overdischarging, the battery may ignite and explode. May cause.

최근 이러한 문제를 해결하고자, 최근 (1) 고온 환경에서 쉽게 녹지 않는 고용융점을 가지는 다공성 폴리올핀계 분리막을 사용하거나 (2) 전해액에 난연성 용매 또는 첨가제를 혼합하여 고온에서의 전지 안전성을 향상시키기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. In order to solve these problems recently, various methods for improving battery safety at high temperatures by using (1) porous polyol-pin-type membranes having a high melting point that do not readily melt in high temperature environments, or (2) mixing flame retardant solvents or additives in electrolyte solutions Attempts are being made.

그러나, 일반적으로 폴리올레핀계 분리막의 경우 고용융점을 구현하기 위해서는 필름 두께를 증가시켜야하며 이는 상대적으로 음극과 양극의 로딩양을 낮추어 전지의 용량 감소가 불가피한 상황이다. 뿐만 아니라 PE, PP로 구성되는 폴리올레핀계 필름 특성 상 용융점이 150℃ 전/후이므로 과충전 시 전해액의 산화로 발생하는 급격한 내부 발열이 일어나면 분리막이 녹아 전지 내부 단락으로 인한 전지 발화 및 폭발하는 문제를 피하기 어렵다. However, in the case of polyolefin-based separators, in order to realize a high melting point, the film thickness must be increased, which inevitably decreases the capacity of the battery by lowering the loading amount of the negative electrode and the positive electrode. In addition, since the melting point is 150 ° C before and after the polyolefin-based film composed of PE and PP, if the internal heat generated by oxidation of the electrolyte during overcharging occurs, the separator melts to avoid the problem of battery ignition and explosion due to internal short circuit of the battery. it's difficult.

한편, 일본 특허공개공보 1997-259925호에서는 비점이 25℃이하의 불연성 기체를 전해액 조립 시 첨가하는 방법이 개시되어 있다. 일본 특허공개공보 2006-179458과 일본 특허공개공보 2005-190873 등에서는 카보네이트계 전해액에 인산 에스테르를 첨가하여 전해액의 불연성을 확보하거나 미국 특허등록공보 6797437는 퍼플루오르알킬 또는 퍼플루오르에스테르의 불연성 용매를 30%이상 첨가하는 방법이 예시되어 있다. 그러나 불연성 가스의 주입은 전지의 부피 팽창과 복잡한 전지 조립 과정을 포함하며 인산 에스테르 첨가제는 높은 환원 전위로 인해 전지 성능 열화 문제를 발생시킨다. 더욱이 예시된 퍼플루오르알킬 화합물의 첨가는 유기 용매 전해액과 혼합 시 상분리 되어 리튬염을 석출시킨다.On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 1997-259925 discloses a method of adding a non-combustible gas having a boiling point of 25 ° C. or lower when assembling an electrolyte. In Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2006-179458 and Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2005-190873, the addition of a phosphate ester to a carbonate-based electrolyte ensures nonflammability of the electrolyte, or US Patent Registration Publication No. 6797437 is a non-flammable solvent of perfluoroalkyl or perfluoroester. The method of adding more than% is illustrated. However, the injection of non-combustible gases involves cell volume expansion and complex cell assembly processes, and phosphate ester additives cause cell performance degradation problems due to high reduction potentials. Furthermore, the addition of the exemplified perfluoroalkyl compounds is phase separated upon mixing with the organic solvent electrolyte to precipitate lithium salts.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 고온 저장 시 발생하는 기체로 인한 전지 부풀음 현상을 크게 억제시킬 수 있는 리튬 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a lithium secondary battery that can significantly suppress the swelling of the battery due to the gas generated during high temperature storage.

또한 본 발명은 고온에서도 충방전 성능 등 전지의 제반 성능이 우수한 리튬 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a lithium secondary battery having excellent overall performance of a battery, such as charge and discharge performance even at high temperatures.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따라 양극, 음극, 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막 및 비수 전해액을 포함하는 리튬 이차전지는, 상기 양극이 제1 양극활물질 LixCoO2(0.5<x<1.3)와 제2 양극활물질 Lix(NiaCobMnc)O2(0.5<x<1.3, 0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, a+b+c=1)의 혼합 양극활물질, 또는 알루미늄이 코팅된 LixCoO2(0.5<x<1.3) 양극활물질을 포함하며, 상기 비수 전해액은 이온화 가능한 리튬염 및 유기용매를 포함하고, 비수 전해액 총 중량에 대하여, (a) 하기 화학식 1로 표시되는 할로겐으로 치환된 환형 카보네이트와 비닐렌기 또는 비닐기를 함유하는 화합물의 혼합물 1중량% 내지 10중량%; 및 (b) 탄소수 2 내지 12의 알콕시알킬기를 갖는 니트릴 화합물 0.1중량% 내지 9중량%를 첨가제로서 더 포함하는 것을 특징으로 한다:In order to solve the above problems, according to the present invention, a lithium secondary battery including a positive electrode, a negative electrode, a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode and a nonaqueous electrolyte, the positive electrode is a first positive electrode active material Li x CoO 2 (0.5 <x <1.3) and the second cathode active material Li x (Ni a Co b Mn c ) O 2 (0.5 <x <1.3, 0 <a <1, 0 <b <1, 0 <c <1, a + b + c = 1) mixed anode active material, or Li x CoO 2 (0.5 <x <1.3) cathode active material coated with aluminum, wherein the nonaqueous electrolyte includes an ionizable lithium salt and an organic solvent, and the total weight of the nonaqueous electrolyte (A) 1% by weight to 10% by weight of a mixture of a cyclic carbonate substituted with halogen represented by the following formula (1) and a compound containing a vinylene group or a vinyl group; And (b) 0.1 wt% to 9 wt% of a nitrile compound having an alkoxyalkyl group having 2 to 12 carbon atoms as an additive:

Figure 112010050157913-pat00001
Figure 112010050157913-pat00001

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

X, Y는 각각 독립적으로 수소, 염소, 또는 불소이고, X와 Y는 동시에 수소는 아니다.X and Y are each independently hydrogen, chlorine, or fluorine, and X and Y are not simultaneously hydrogen.

본 발명의 리튬 이차전지에 있어서, 상기 제2 양극활물질은 LixMyO2(M은 Ni1-a-bMnaCob(0.05≤a≤0.4, 0.1≤b≤0.4, 0.4≤1-a-b≤0.7)이고, 1.95≤x+y≤2.05로서 0.95≤x≤1.05)인 것이 바람직할 수 있다. 이때, y는 0.9≤y≤1.1이다.In the lithium secondary battery of the present invention, the second cathode active material is Li x M y O 2 (M is Ni 1-ab Mn a Co b (0.05≤a≤0.4, 0.1≤b≤0.4, 0.4≤1-ab ≦ 0.7), and 1.95 ≦ x + y ≦ 2.05, preferably 0.95 ≦ x ≦ 1.05). At this time, y is 0.9 ≦ y ≦ 1.1.

본 발명에서 있어서, "비닐렌기"는 -CH=CH-로 정의되며, "비닐기"는 CH2=CH-로 정의된다.In the present invention, "vinylene group" is defined as -CH = CH-, and "vinyl group" is defined as CH 2 = CH-.

본 발명의 리튬 이차전지에 있어서, 상기 비닐렌기 또는 비닐기를 함유하는 화합물은 비닐렌 카보네이트계 화합물, 비닐기를 함유하는 아크릴레이트계 화합물, 비닐기를 함유하는 설포네이트계 화합물, 비닐기를 함유하는 에틸렌 카보네이트계 화합물 등을 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 비닐렌 카보네이트계 화합물의 대표적인 예로는 비닐렌 카보네이트를 들 수 있으며, 상기 비닐기를 함유하는 화합물은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다:In the lithium secondary battery of the present invention, the vinylene group or the compound containing a vinyl group is a vinylene carbonate compound, an acrylate compound containing a vinyl group, a sulfonate compound containing a vinyl group, an ethylene carbonate compound containing a vinyl group A compound etc. can be used individually or in mixture of 2 or more types, respectively. More specifically, a representative example of the vinylene carbonate-based compound may include vinylene carbonate, and the compound containing the vinyl group may be represented by the following Chemical Formula 2:

Figure 112010050157913-pat00002
Figure 112010050157913-pat00002

상기 화학식 2에서,In Formula 2,

R1 내지 R4 중 적어도 하나는 비닐기를 포함하고, 나머지는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 할로겐으로 치환되거나 비치환된 C1~C6의 알킬기, C6~C12의 아릴기, C2~C6의 알케닐기, 또는 설포네이트기이다.At least one of R 1 to R 4 includes a vinyl group, and the remaining ones are each independently hydrogen, halogen, halogen or unsubstituted C 1 to C 6 alkyl group, C 6 to C 12 aryl group, C 2 to An alkenyl group or a sulfonate group of C 6 .

본 발명의 리튬 이차전지에 있어서, 상기 니트릴 화합물은 하기 화학식3으로 표시될 수 있다.In the lithium secondary battery of the present invention, the nitrile compound may be represented by the following formula (3).

Figure 112010050157913-pat00003
Figure 112010050157913-pat00003

상기 화학식 3에서, In Formula 3,

n은 1 ~ 6의 정수이며, m은 1 ~ 6의 정수이다.n is an integer of 1-6, m is an integer of 1-6.

본 발명의 리튬 이차전지는 첫째로는, 과충전에 안전할 뿐 아니라 우수한 충방전 성능을 지닌 전지를 제공할 수 있다.First, the lithium secondary battery of the present invention can provide a battery having excellent charge / discharge performance as well as safety of overcharging.

둘째로는 전지의 고온 저장 시 기체 발생을 억제하여 전지 부풀음 현상을 방지할 수 있다.Second, it is possible to prevent the swelling phenomenon of the battery by suppressing the generation of gas during high temperature storage of the battery.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 실시예 1, 2 및 비교예 2의 전지의 충방전 사이클에 대한 방전 용량을 측정한 그래프이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate exemplary embodiments of the invention and, together with the description of the invention, It should not be construed as limited.
1 is a graph measuring discharge capacities of charge and discharge cycles of the batteries of Examples 1, 2 and Comparative Example 2. FIG.

이하, 본 발명을 도면을 참조하여 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 with reference to the drawings. 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.

전술한 바와 같이 최근 가혹한 환경에서도 우수한 성능을 발휘할 수 있는 리튬 이차전지에 대한 요구가 증가함에 따라, 본 발명은 양극을 형성하는 양극활물질로서 제1 양극활물질 LixCoO2(0.5<x<1.3)와 제2 양극활물질 Lix(NiaCobMnc)O2(0.5<x<1.3, 0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, a+b+c=1)의 혼합 양극활물질, 또는 알루미늄이 코팅된 LixCoO2(0.5<x<1.3) 양극활물질을 제공한다.As described above, as the demand for a lithium secondary battery capable of exhibiting excellent performance in a harsh environment has increased recently, the present invention provides a positive electrode active material Li x CoO 2 (0.5 <x <1.3) as a positive electrode active material for forming a positive electrode. And the second cathode active material Li x (Ni a Co b Mn c ) O 2 (0.5 <x <1.3, 0 <a <1, 0 <b <1, 0 <c <1, a + b + c = 1) It provides a mixed cathode active material, or Li x CoO 2 (0.5 <x <1.3) cathode active material coated with aluminum.

본 발명에 따른 상기 제1 양극활물질과 제2 양극활물질의 혼합 양극활물질은 높은 에너지 밀도를 가지면서도 고용량을 발휘할 수 있다. 바람직하게는 제1 양극활물질:제2 양극활물질 = 1:1 ~ 9:1의 중량비로 혼합되는 경우에 이러한 효과가 두드러지며, 보다 바람직하게는 1:1 ~ 8:2, 가장 바람직하게는 1:1 ~ 7:3의 혼합 중량비를 가질 수 있다.The mixed cathode active material of the first cathode active material and the second cathode active material according to the present invention may exhibit a high capacity while having a high energy density. Preferably, when the first positive electrode active material: the second positive electrode active material is mixed in a weight ratio of 1: 1 to 9: 1, this effect is prominent, more preferably 1: 1 to 8: 2, most preferably 1 It may have a mixing weight ratio of 1: 1 to 7: 3.

상기 화학식 LixCoO2로 표시되는 제1 양극활물질은 코발트의 일부가 기타 원소로 치환(도핑)되지 않은 형태로 사용된다. The first positive electrode active material represented by the formula Li x CoO 2 is used in a form in which a part of cobalt is not substituted (doped) with other elements.

또한, 상기 화학식 Lix(NiaCobMnc)O2로 표시되는 제2 양극활물질은 3성분계 전이금속을 포함하는 양극활물질로서 고용량이면서도 높은 사이클 안정성, 우수한 저장 안정성 및 고온 안정성을 발휘할 수 있다. 바람직하게는 상기 제2 양극활물질은 LixMyO2(M은 Ni1-a-bMnaCob(0.05≤a≤0.4, 0.1≤b≤0.4, 0.4≤1-a-b≤0.7)이고, 1.95≤x+y≤2.05로서 0.95≤x≤1.05, 0.9≤y≤1.1)의 조성식을 가질 수 있으며, 이러한 원소들의 조성비에서 전술한 양극활물질의 성능이 더욱 우수하다. 구체적으로는 Ni의 전체 몰분율(1-a-b)은 망간 및 코발트에 비해 상대적으로 니켈 과잉의 조성으로서 0.4 내지 0.7인 경우에 고용량이면서 안전성을 더욱 우수하게 유지할 수 있다. 또한, 상기 코발트의 함량(b)은 0.1 내지 0.4인 경우에 더욱 우수한 레이트 특성 및 가역 용량과 높은 분말 밀도를 동시에 달성할 수 있다. 또한, 리튬의 함량(x)이 0.95 내지 1.05인 경우에 보다 우수한 레이트 특성, 가역용량 및 고온 고압 충방전 시의 안전성을 확보할 수 있다. 한편, 상기 전이금속(M)에 대한 Li의 비(Li/M)가 낮아질수록 MO층에 삽입된 Ni의 양이 점점 증가하게 되는 바, 너무 많은 양이 가역적 리튬층으로 내려올 경우, 충전 및 방전 과정에서 Li+의 움직임이 방해를 받아 가역 용량이 감소되거나 레이트 특성이 저하될 수도 있다. 반대로, Li/M의 비가 너무 높은 경우, MO층에 삽입된 Ni의 양이 너무 작아 구조적 불안정이 유발되어 전지의 안전성이 저하하고 수명 특성이 나빠질 수 있다. 더욱이 지나치게 높은 Li/M의 값에서는 미반응 Li2CO3의 양이 많아지는 바, 즉 불순물이 다량 생성되므로 내화학성 및 고온 안정성이 저하될 수 있다. 따라서, 하나의 바람직한 예에서, 상기 LixMyO2에서, Li:M의 비율은 0.95~1.05:1일 수 있다.In addition, the second positive electrode active material represented by the formula Li x (Ni a Co b Mn c ) O 2 is a positive electrode active material containing a three-component transition metal and can exhibit high cycle stability, excellent storage stability, and high temperature stability while having a high capacity. . Preferably, the second cathode active material is Li x M y O 2 (M is Ni 1-ab Mn a Co b (0.05 ≦ a ≦ 0.4, 0.1 ≦ b ≦ 0.4, 0.4 ≦ 1-ab ≦ 0.7), and 1.95 ≤ x + y ≤ 2.05 may have a composition formula of 0.95 ≤ x ≤ 1.05, 0.9 ≤ y ≤ 1.1), the performance of the positive electrode active material described above in the composition ratio of these elements is more excellent. Specifically, the total mole fraction of Ni (1-ab) is relatively high in capacity when the composition is in excess of 0.4 to 0.7 as compared to manganese and cobalt, so that it is possible to maintain a higher capacity and safety. In addition, the content (b) of the cobalt can achieve more excellent rate characteristics, reversible capacity and high powder density at the same time when 0.1 to 0.4. In addition, when the content (x) of lithium is 0.95 to 1.05, better rate characteristics, reversible capacity, and safety at high temperature and high pressure charge and discharge can be ensured. Meanwhile, as the ratio of Li to Li (M) of the transition metal (M) is lowered, the amount of Ni inserted into the MO layer is gradually increased. When too much amount is lowered into the reversible lithium layer, the charge and discharge are reduced. In the process, the movement of Li + may be disturbed to reduce the reversible capacity or degrade the rate characteristic. On the contrary, when the ratio of Li / M is too high, the amount of Ni inserted in the MO layer may be too small, leading to structural instability, resulting in deterioration of battery safety and deterioration of life characteristics. In addition, at an excessively high Li / M value, the amount of unreacted Li 2 CO 3 is increased, that is, a large amount of impurities are generated, which may lower chemical resistance and high temperature stability. Therefore, in one preferred example, in the Li x M y O 2 , the ratio of Li: M may be 0.95 ~ 1.05: 1.

본 발명에 있어서, 상기 제1 양극활물질은 바람직하게는 단일상(monolithic) 구조로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 내부 공극(inner porosity)을 거의 갖고 있지 않으며, 입자의 크기가 커짐에 따라 결정 입자의 안정성이 향상되고, 이를 포함한 전지 제작이 용이해져 제조공정의 효율성을 높일 수 있다.In the present invention, the first cathode active material may be preferably made of a monolithic structure. Accordingly, almost no inner porosity, and as the size of the particles increases, the stability of the crystal grains is improved, and battery manufacturing including the same may be facilitated, thereby increasing the efficiency of the manufacturing process.

또한, 상기 제2 양극활물질은 바람직하게는 응집상(agglomerated) 구조, 즉 미소 입자들의 응집체 형태로 이루어져 있어서, 내부 공극을 가지고 있는 구조일 수 있다. 이러한 응집상 입자 구조는 전해액과 반응하는 표면적을 최대화시켜 고율의 레이트 특성을 발휘함과 동시에 양극의 가역 용량을 확장시킬 수 있는 점에서 특징이 있다.In addition, the second cathode active material is preferably in an agglomerated structure, that is, in the form of an aggregate of fine particles, and may have a structure having internal pores. This agglomerated particle structure is characterized by maximizing the surface area reacting with the electrolyte, exerting high rate characteristics, and extending the reversible capacity of the positive electrode.

본 발명의 다른 구현예에 있어서, 양극활물질로서 알루미늄이 코팅된 LixCoO2(0.5<x<1.3)을 사용할 수 있다. LixCoO2의 외부에 형성된 알루미늄 코팅층은 충방전 과정 중에 내부의 LixCoO2에서 코발트 이온 등이 유출되는 것을 억제하여 전지의 성능을 유지할 뿐만 아니라, 또한 비수 전해액이 LixCoO2와 반응하는 것을 방지하여 부반응에 의한 전해액의 분해를 방지함으로써 부풀음 현상을 억제할 수 있다.In another embodiment of the present invention, aluminum x coated Li x CoO 2 (0.5 <x <1.3) may be used as the cathode active material. Li x CoO aluminum coating layer formed on the outside of the two is not only to maintain the performance of the battery to suppress the cobalt ions and the like discharged from the inside of Li x CoO 2 during charging and discharging process, and that the non-aqueous electrolyte react with Li x CoO 2 The swelling phenomenon can be suppressed by preventing the decomposition and preventing decomposition of the electrolyte solution by side reaction.

선택적으로, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명의 양극활물질은 당분야에서 통상적으로 사용되는 다른 양극활물질을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, LixNiO2(0.5<x<1.3), LixMnO2(0.5<x<1.3), LixMn2O4(0.5<x<1.3), 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 있다. 또한, 상기 리튬함유 전이금속 산화물(oxide) 외에 황화물(sulfide), 셀렌화물(selenide) 및 할로겐화물(halide) 등도 사용될 수 있다.Optionally, the positive electrode active material of the present invention may further include other positive electrode active materials conventionally used in the art without departing from the scope of the present invention. For example, 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 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 (0.5 <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), any one selected from the group consisting of or a mixture of two or more thereof may be used. . In addition to the lithium-containing transition metal oxide, sulfide, selenide, halide, and the like may also be used.

본 발명에 따른 양극활물질은 당분야의 통상적인 방법에 따라 선택적인 도전재, 바인더 및 유기용매와 혼합되어 집전체에 도포됨으로써 양극을 형성할 수 있다.The cathode active material according to the present invention may be mixed with an optional conductive material, a binder, and an organic solvent according to a conventional method in the art, and applied to a current collector to form a cathode.

한편, 본 발명에 따른 상기 LixCoO2(0.5<x<1.3)와 Lix(NiaCobMnc)O2(0.5<x<1.3, 0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, a+b+c=1)의 혼합 양극활물질은 높은 에너지 밀도를 발휘하고 높은 용량 특성을 나타내지만, 전해액이 양극활물질 표면에서 부반응을 일으켜 전지의 부풀음 현상이 발생하게 된다. 또한, 알루미늄이 코팅된 LixCoO2(0.5<x<1.3) 역시 알루미늄 코팅층이 전해액의 부반응을 억제하긴 하지만 효과가 충분하지 않다. 이 현상은 전지의 고온 저장 시에 또는 고온 충방전 시에 보다 심각해질 수 있어, 최근 높아진 리튬 이차전지의 안전성 기준에 부합하지 않은 문제가 있다. Meanwhile, Li x CoO 2 (0.5 <x <1.3) and Li x (Ni a Co b Mn c ) O 2 (0.5 <x <1.3, 0 <a <1, 0 <b <1, The mixed cathode active material of 0 <c <1, a + b + c = 1) exhibits high energy density and exhibits high capacity characteristics, but the electrolyte causes side reactions on the surface of the cathode active material, resulting in swelling of the battery. In addition, Li x CoO 2 (0.5 <x <1.3) coated with aluminum also has insufficient effect although the aluminum coating layer suppresses side reactions of the electrolyte. This phenomenon may become more serious when the battery is stored at a high temperature or at a high temperature charge and discharge, and thus there is a problem that the safety standards of the recently increased lithium secondary battery do not meet.

따라서, 부풀음 방지 효과가 우수한 본 발명에 따른 비수전해액과 함께 리튬 이차전지에 적용될 경우, 전지 성능이 우수하면서도 부풀음 현상이 현저하게 개선된 리튬 이차전지를 얻을 수 있다.Therefore, when applied to a lithium secondary battery together with the nonaqueous electrolyte according to the present invention having excellent bulging prevention effect, it is possible to obtain a lithium secondary battery having excellent battery performance and remarkably improved swelling phenomenon.

본 발명에 따른 이온화 가능한 리튬염 및 유기 용매를 포함하는 리튬 이차전지용 비수 전해액은, 비수 전해액 총 중량에 대하여, (a) 하기 화학식 1로 표시되는 할로겐으로 치환된 환형 카보네이트와 비닐렌기 또는 비닐기를 함유하는 화합물의 혼합물 1중량% 내지 10중량%; 및 (b) 탄소수 2 내지 12의 알콕시알킬기를 갖는 니트릴 화합물 0.1중량% 내지 9중량%를 첨가제로서 더 포함한다.The nonaqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery comprising an ionizable lithium salt and an organic solvent according to the present invention, based on the total weight of the nonaqueous electrolyte, (a) contains a cyclic carbonate substituted with halogen represented by the following formula (1), a vinylene group or a vinyl group 1 wt% to 10 wt% of a mixture of compounds to make; And (b) 0.1 wt% to 9 wt% of a nitrile compound having an alkoxyalkyl group having 2 to 12 carbon atoms as an additive.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112010050157913-pat00004
Figure 112010050157913-pat00004

상기 화학식1에서,In Chemical Formula 1,

X, Y는 각각 독립적으로 수소, 염소, 또는 불소이고, X와 Y는 동시에 수소는 아니다.X and Y are each independently hydrogen, chlorine, or fluorine, and X and Y are not simultaneously hydrogen.

본 발명에서 사용되는 상기 할로겐으로 치환된 환형 카보네이트와 비닐렌기 또는 비닐기를 함유하는 화합물은 전지 충전 시 음극 표면에 SEI 막이라 불리는 부동태막을 형성하여 전지 내부에서 발생하는 micro- 혹은 macro thermal short을 지연시킬 수 있기 때문에, 비수 전해액에 널리 사용되는 유기 용매인 에틸렌 카보네이트에 비해 전지 내외부의 열에 의해 전지가 발화되는 것을 막거나 지연시킬 수 있다.The halogen-containing cyclic carbonate and the compound containing a vinylene group or a vinyl group used in the present invention may form a passivation film called an SEI film on the surface of the negative electrode when the battery is charged, thereby delaying the micro- or macro thermal short generated inside the battery. Therefore, compared to ethylene carbonate, which is an organic solvent widely used in nonaqueous electrolytes, the battery can be prevented or delayed from being ignited by heat inside and outside the battery.

그러나 카보네이트 전해액에 본 발명에 따른 할로겐으로 치환된 환형 카보네이트 및 비닐렌기 또는 비닐기를 함유하는 화합물을 사용할 경우 열적으로 매우 취약하여 고온에서 쉽게 분해되는 단점이 있어, 이 때 발생하는 분해 가스는 파우치형 또는 캔형 전지 조립체를 변형시켜 내부 단락을 유발시키며 심할 경우 전지가 발화 또는 폭발될 수 있다.However, when the carbonate electrolyte contains a cyclic carbonate and a vinylene group or a compound containing a vinyl group substituted with halogen according to the present invention, there is a disadvantage in that the decomposition gas is easily vulnerable at high temperature due to thermal vulnerability. The can-cell assembly may be deformed to cause internal short circuits and, in severe cases, the battery may ignite or explode.

이와 같이 전술한 할로겐으로 치환된 환형 카보네이트 및 비닐렌기 또는 비닐기를 함유하는 화합물만을 사용하는 경우 전지 내부 단락 시 안전성을 충분히 확보할 수 없으므로, 본 발명은 알콕시알킬 니트릴을 더 혼합하여 이를 해결하였다. 알콕시알킬 니트릴 화합물을 병용하면, 리튬-전이금속 산화물로 구성된 양극 표면에 착물을 형성함으로써, 전해액과 양극의 산화 반응을 억제하여 발열을 억제하고, 이어 전지의 급격한 온도 상승으로 인한 내부 단락을 방지할 수 있다. 또 고온 저장 시, 전술한 할로겐으로 치환된 환형 카보네이트, 및 비닐렌기 또는 비닐기를 함유하는 화합물 및 전해액의 분해를 억제하여 전지 부풀음 현상을 억제하는 효과를 지닌다.As such, when only the cyclic carbonate substituted with the above-described halogen and a compound containing a vinylene group or a vinyl group cannot be sufficiently secured in a short circuit inside the battery, the present invention solves this problem by further mixing the alkoxyalkyl nitrile. When the alkoxyalkyl nitrile compound is used in combination, a complex is formed on the surface of the positive electrode composed of lithium-transition metal oxide, thereby suppressing the oxidation reaction between the electrolyte and the positive electrode, thereby suppressing heat generation, and then preventing internal short circuit due to rapid temperature rise of the battery. Can be. In addition, at high temperature storage, the cyclic carbonate substituted with the above-described halogen, a compound containing a vinylene group or a vinyl group, and an electrolyte solution are suppressed to suppress battery swelling.

나아가, 알콕시알킬 니트릴 화합물을 사용하는 경우 전지의 성능 측면에서도 효과를 나타낼 수 있다. 알콕시알킬 니트릴은 기존 직쇄형 카보네이트 내지 지방족 모노니트릴 대비 유전률이 높고, 점도가 낮아 전해액의 전도도를 증가시키며 조립된 전지의 계면 저항을 개선시키는 등 전기화학적 특성이 우수한 전지를 제공할 수 있다.Furthermore, when the alkoxyalkyl nitrile compound is used, the effect may also be exhibited in terms of battery performance. The alkoxyalkyl nitrile can provide a battery having excellent electrochemical properties such as higher dielectric constant, lower viscosity, higher conductivity of the electrolyte, and improved interfacial resistance of the assembled battery, compared to existing linear carbonate to aliphatic mononitrile.

본 발명에 따른 상기 비닐렌기 또는 비닐기를 함유하는 화합물의 구체적인 예로서, 비닐렌 카보네이트계 화합물, 비닐기를 함유하는 아크릴레이트계 화합물, 비닐기를 함유하는 설포네이트계 화합물, 비닐기를 함유하는 에틸렌 카보네이트계 화합물 등을 들 수 있다. As a specific example of the vinylene group or the compound containing a vinyl group according to the present invention, a vinylene carbonate compound, an acrylate compound containing a vinyl group, a sulfonate compound containing a vinyl group, an ethylene carbonate compound containing a vinyl group Etc. can be mentioned.

보다 구체적인 예로는, 비닐렌 카보네이트계 화합물은 비닐렌 카보네이트일 수 있으며, 비닐기를 함유하는 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 들 수 있다:More specifically, the vinylene carbonate-based compound may be vinylene carbonate, and the compound containing a vinyl group may include a compound represented by the following Chemical Formula 2:

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112010050157913-pat00005
Figure 112010050157913-pat00005

상기 화학식 2에서,In Formula 2,

R1 내지 R4 중 적어도 하나는 비닐기를 포함하고, 나머지는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 할로겐으로 치환되거나 비치환된 C1~C6의 알킬기, C6~C12의 아릴기, C2~C6의 알케닐기, 또는 설포네이트기이다.At least one of R 1 to R 4 includes a vinyl group, and the remaining ones are each independently hydrogen, halogen, halogen or unsubstituted C 1 to C 6 alkyl group, C 6 to C 12 aryl group, C 2 to An alkenyl group or a sulfonate group of C 6 .

본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 할로겐으로 치환된 환형 카보네이트와 비닐렌기 또는 비닐기를 함유하는 화합물의 혼합물은 비수 전해액 총 중량 대비 1중량% 내지 10중량% 포함되는 것이 바람직하다. 함량이 1중량% 미만이면 고온에서 부풀음 현상 개선 효과가 미미하고, 10 중량% 초과이면 고온 충방전 사이클 진행시 고온 수명이 크게 열화된다.It is preferable that the mixture of the cyclic carbonate substituted with halogen and the compound containing a vinylene group or a vinyl group represented by Formula 1 of the present invention is included in an amount of 1% by weight to 10% by weight based on the total weight of the nonaqueous electrolyte. If the content is less than 1% by weight, the effect of improving the swelling phenomenon at a high temperature is insignificant. If the content is more than 10% by weight, the high temperature life is greatly deteriorated during the high temperature charge / discharge cycle.

또한, 상기 화학식 1로 표시되는 할로겐으로 치환된 환형 카보네이트와 비닐렌기 또는 비닐기를 함유하는 화합물의 혼합비는 전지가 사용되는 구체적인 용도에 따라 적절하게 채택될 수 있으며, 예를 들면 할로겐으로 치환된 환형 카보네이트: 비닐렌기 또는 비닐기를 함유하는 화합물 = 1 : 0.5 ~ 5의 중량비를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 중량비가 0.5 미만이면 상대적으로 조밀한 SEI를 형성하는 비닐렌기 또는 비닐기를 함유하는 화합물 함량이 적어 고온에서 전지 충방전 성능에 불리하고, 5 초과이면 비닐렌기 또는 비닐기로부터 중합된 조밀한 SEI 층이 두껍게 생성되어 음극의 계면 저항을 크게 높여 전지의 초기 성능이 저하된다. In addition, the mixing ratio of the cyclic carbonate substituted with halogen represented by the formula (1) and the compound containing a vinylene group or vinyl group may be appropriately selected depending on the specific use of the battery, for example, a cyclic carbonate substituted with halogen : Vinylene group or a compound containing a vinyl group = 1: may have a weight ratio of 0.5 to 5, but is not limited thereto. If the weight ratio is less than 0.5, the vinylene group or the compound containing vinyl group to form a relatively dense SEI is low, which is detrimental to the battery charging and discharging performance at high temperatures, and if it is more than 5, the dense SEI layer polymerized from the vinylene group or vinyl group Produced thick, greatly increases the interfacial resistance of the negative electrode, thereby lowering the initial performance of the battery.

본 발명에 있어서, 알콕시알킬 니트릴 화합물은 알콕시알킬기의 탄소수가 2 내지 12인 것이 바람직하다. 예를 들면, 본 발명에 따른 알콕시알킬 니트릴 화합물은 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다:In the present invention, the alkoxyalkyl nitrile compound preferably has 2 to 12 carbon atoms in the alkoxyalkyl group. For example, the alkoxyalkyl nitrile compound according to the present invention may be represented by the following formula (3):

[화학식 3](3)

Figure 112010050157913-pat00006
Figure 112010050157913-pat00006

상기 화학식3에서, In Chemical Formula 3,

n은 1 ~ 6의 정수이며, m은 1 ~ 6의 정수이다.n is an integer of 1-6, m is an integer of 1-6.

전술한 본 발명에 따른 알콕시알킬 니트릴 화합물의 보다 구체적인 예를 들면, 메톡시 아세토니트릴, 메톡시 프로피오니트릴, 메톡시 부티로니트릴, 메톡시 발레로니트릴, 에톡시 아세토니트릴, 에톡시 프로피오니트릴, 에톡시 부티로니트릴, 에톡시 발레로니트릴 등을 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.More specific examples of the alkoxyalkyl nitrile compounds according to the present invention described above include methoxy acetonitrile, methoxy propionitrile, methoxy butyronitrile, methoxy valeronitrile, ethoxy acetonitrile, ethoxy propionitrile , Ethoxy butyronitrile, ethoxy valeronitrile and the like can be used alone or in combination of two or more, but is not limited thereto.

본 발명에 따른 알콕시알킬 니트릴 화합물은 비수 전해액 총 중량 대비 0.1중량% 내지 9중량%, 바람직하게는 1 중량% 내지 7중량% 포함되는 것이 바람직하다.The alkoxyalkyl nitrile compound according to the present invention is preferably included 0.1% to 9% by weight, preferably 1% to 7% by weight relative to the total weight of the nonaqueous electrolyte.

함량이 0.1중량% 미만이면 알콕시알킬 니트릴 화합물 혼합에 의한 과충전 안전성 향상 및 전지 부풀음 방지 효과가 충분하지 않고, 9 중량% 초과이면 고온 충방전 사이클 진행 시 고온 수명이 크게 열화된다. If the content is less than 0.1% by weight, the effect of improving overcharge safety and preventing battery swelling by mixing the alkoxyalkyl nitrile compound is not sufficient. If the content is more than 9% by weight, the high temperature life during the high temperature charge / discharge cycle proceeds significantly.

또한 선택적으로, 본 발명은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 전술한 할로겐으로 치환된 환형 카보네이트 및 비닐기를 함유하는 화합물 이외에 음극 표면 상에 부동태막을 형성할 수 있는 화합물을 더 포함할 수 있다. 상기 화합물의 비제한적인 예로는 프로판 술톤, 에틸렌 설파이트, 1,3-프로판 술톤 등의 S계 화합물, N-아세틸 락탐 등의 락탐계 화합물 등이 있다. 상기 화합물은 비수 전해액 총 중량 대비 0.1 내지 10 중량%인 것이 바람직하다.Also optionally, the present invention may further include a compound capable of forming a passivation film on the surface of the negative electrode in addition to the compound containing a cyclic carbonate and a vinyl group substituted with the aforementioned halogen, without departing from the scope of the present invention. Non-limiting examples of the compound include S-based compounds such as propane sultone, ethylene sulfite, 1,3-propane sultone, lactam compounds such as N-acetyl lactam and the like. The compound is preferably 0.1 to 10% by weight based on the total weight of the nonaqueous electrolyte.

전술한 본 발명의 리튬 이차전지에 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.Lithium salt in an electrolyte in a lithium secondary battery of the present invention described above can be used without limitation, those which are commonly used in a lithium secondary battery electrolyte, for example the lithium salt of 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 발명에 따른 비수 전해액에 포함되는 유기 용매로는 리튬 이차전지용 전해액에 통상적으로 사용되는 것들이 제한 없이 사용될 수 있으며, 대표적으로는 선형 카보네이트, 환형 카보네이트, 또는 이들의 혼합물인 카보네이트 화합물을 포함할 수 있다. 상기 카보네이트 화합물의 구체적인 예로는 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate, PC), 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate, EC), 디에틸 카보네이트(diethyl carbonate, DEC), 디메틸 카보네이트(dimethyl carbonate, DMC), 에틸메틸 카보네이트(EMC), 메틸프로필 카보네이트, 디프로필 카보네이트로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물 등이 대표적으로 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.As the organic solvent included in the nonaqueous electrolyte according to the present invention described above, those conventionally used in the lithium secondary battery electrolyte may be used without limitation, and typically include a carbonate compound which is a linear carbonate, a cyclic carbonate, or a mixture thereof. Can be. Specific examples of the carbonate compound include propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), and ethyl methyl carbonate (EMC). , Methylpropyl carbonate, dipropyl carbonate, any one selected from the group consisting of, or a mixture of two or more thereof may be representatively used, but is not limited thereto.

특히, 상기 카보네이트계 유기용매 중 고리형 카보네이트인 에틸렌 카보네이트 및 프로필렌 카보네이트는 고점도의 유기용매로서 유전율이 높아 전해질 내의 리튬염을 잘 해리시키므로 바람직하게 사용될 수 있으며, 이러한 고리형 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 among the carbonate-based organic solvents, are highly viscous organic solvents, and thus may be preferably used because they dissociate lithium salts in electrolytes well. Dimethyl carbonate and diethyl When a low viscosity, low dielectric constant linear carbonate, such as carbonate, is mixed and used in an appropriate ratio, an electrolyte having high electrical conductivity can be prepared, and thus it can be more preferably used.

또한, 본 발명에 따른 상기 탄소수 2 내지 12의 알콕시알킬기를 갖는 니트릴 화합물은 비수전해액의 유기용매가 선형 카보네이트를 포함하는 경우에는 선형 카보네이트 100 중량부 대비 1 내지 20 중량부로 포함될 수 있다. 상기 함량이 1 중량부 미만이면 알콕시알킬니트릴 첨가로 인한 고온 스웰링 억제 및 과충전 안전성 개선 효과가 미미하고, 20 중량부 초과이면 고온에서 전지의 장기 충방전 성능 열화가 발생할 수 있다.In addition, the nitrile compound having an alkoxyalkyl group having 2 to 12 carbon atoms according to the present invention may be included in an amount of 1 to 20 parts by weight relative to 100 parts by weight of the linear carbonate when the organic solvent of the nonaqueous electrolyte contains a linear carbonate. If the content is less than 1 part by weight, the effect of suppressing high temperature swelling and overcharging safety due to the addition of alkoxyalkylnitrile is insignificant, and if it is more than 20 parts by weight, deterioration of long-term charge / discharge performance of the battery may occur.

또한, 상기 유기용매는 카보네이트 화합물 외에도 디메틸설퍼옥사이드, 아세토니트릴, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 설포란, 감마-부티로락톤, 프로필렌 설파이트, 테트라하이드로푸란 등을 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 포함할 수 있다. In addition, the organic solvent, in addition to the carbonate compound, dimethylsulfuroxide, acetonitrile, dimethoxyethane, diethoxyethane, sulfolane, gamma-butyrolactone, propylene sulfite, tetrahydrofuran, or the like, may be mixed alone or in combination of two or more. It may be included.

전술한 본 발명의 리튬 이차전지용 비수 전해액은 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 개재된 세퍼레이터로 이루어진 전극 구조체에 주입하여 리튬 이차전지로 제조된다. 전극 구조체를 이루는 양극, 음극 및 세퍼레이터는 리튬 이차전지 제조에 통상적으로 사용되던 것들이 모두 사용될 수 있다.The non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery of the present invention described above is manufactured into a lithium secondary battery by injecting an electrode structure composed of a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode. As the positive electrode, the negative electrode, and the separator constituting the electrode structure, all those conventionally used for manufacturing a lithium secondary battery may be used.

전술한 본 발명의 리튬 이차전지용 비수 전해액은 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 개재된 분리막으로 이루어진 전극 구조체에 주입하여 리튬 이차전지로 제조된다. 전극 구조체를 이루는 양극은 전술한 본 발명에 따른 양극을 사용하며, 음극은 리튬 이차전지 제조에 통상적으로 사용되던 것들이 모두 사용될 수 있다.The non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery of the present invention described above is manufactured as a lithium secondary battery by injecting into an electrode structure composed of a separator interposed between a positive electrode, a negative electrode, and a positive electrode and a negative electrode. The positive electrode constituting the electrode structure uses the positive electrode according to the present invention described above, and the negative electrode may be used all those conventionally used in the manufacture of a lithium secondary battery.

음극의 제조에 사용되는 음극 활물질로는 통상적으로 리튬이온이 흡장 및 방출될 수 있는 탄소재, 리튬금속, 규소 또는 주석 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. 이때 음극은 결착제를 포함할 수 있으며, 결착제로는 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HFP), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate) 등, 다양한 종류의 바인더 고분자가 사용될 수 있다. As the negative electrode active material used in the preparation of the negative electrode, a carbon material, lithium metal, silicon, tin, or the like, in which lithium ions may be occluded and released, may be used, and the potential for lithium is less than 2 V, such as TiO 2 and SnO 2. Metal oxides are also possible. Preferably, a carbon material may be used, and as the carbon material, both low crystalline carbon and high crystalline carbon may be used. Soft crystalline carbon and hard carbon are typical low crystalline carbon, and high crystalline carbon is natural graphite, Kish graphite, pyrolytic carbon, liquid crystal pitch-based carbon fiber. High temperature calcined carbon such as (mesophase pitch based carbon fiber), meso-carbon microbeads, Mesophase pitches and petroleum or coal tar pitch derived cokes. In this case, the negative electrode may include a binder, and the binder may include vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVDF-co-HFP), polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile, Various kinds of binder polymers such as polymethylmethacrylate may be used.

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.In addition, as the separator, conventional porous polymer films conventionally used as separators, for example, polyolefins such as ethylene homopolymer, propylene homopolymer, ethylene / butene copolymer, ethylene / hexene copolymer and ethylene / methacrylate copolymer, etc. The porous polymer film made of the polymer may be used alone or by laminating them, or a conventional porous nonwoven fabric, for example, a non-woven fabric made of high melting point glass fiber, 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 cylindrical, square, pouch type, or coin type using a can.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 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 more completely explain the present invention to those skilled in the art.

실시예Example 1 One

EC: PC: DEC = 3: 2: 5(중량비)의 조성을 가지는 1M LiPF6 용액을 전해액으로 사용하였고, 상기 전해액에 비닐렌 카보네이트 3중량%, 플루오로 에틸렌 카보네이트(FEC) 함량을 2 중량%, 메톡시 프로피오니트릴(MPN) 5 중량%를 첨가하였다.EC: PC: DEC = 3: 2: A 1M LiPF 6 solution having a composition of 5 (weight ratio) was used as an electrolyte solution, the electrolyte solution 3% by weight of vinylene carbonate, 2% by weight of fluoro ethylene carbonate (FEC), 5% by weight of methoxy propionitrile (MPN) was added.

또한, 음극 활물질로는 인조 흑연을 사용하였으며, 양극 활물질로는 단일상 구조로서 약 15~20 ㎛의 D50을 가진 LiCoO2와, 약 1~2 ㎛의 미소입자들의 응집체인 약 5~8 ㎛의 D50을 가진 LiNi0 .53Co0 .2Mn0 .27O2를 7:3의 중량비로 혼합하여 사용하였다. 이후, 통상적인 방법으로 알루미늄 캔을 사용한 각형 리튬 이차전지를 제조하였다.In addition, artificial graphite was used as the negative electrode active material, and about 5 to 8 μm, which is an aggregate of LiCoO 2 having a D 50 of about 15 to 20 μm and a fine particle of about 1 to 2 μm, as a single phase structure. a D LiNi 0 .53 Co 0 .2 Mn 0 .27 O 2 with 50 7 was used and mixed in a weight ratio of 3. Thereafter, a rectangular lithium secondary battery using an aluminum can was manufactured by a conventional method.

실시예Example 2 2

메톡시 프로피오니트릴의 함량을 7%중량으로 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 폴리머 전지를 제조하였다.A lithium polymer battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the methoxy propionitrile content was used at 7% by weight.

실시예Example 3 3

EC: PC: DEC = 3: 4: 3(중량비)의 조성을 가지는 1M LiPF6 용액을 전해액으로 사용하였고, 상기 전해액에 비닐렌 카보네이트 2중량%, 플루오로 에틸렌 카보네이트(FEC) 함량을 2 중량%, 메톡시 프로피오니트릴(MPN) 2 중량%를 첨가하였다.EC: PC: DEC = 3: 4: A 1M LiPF 6 solution having a composition of 3 (weight ratio) was used as the electrolyte, 2% by weight of vinylene carbonate, 2% by weight of fluoro ethylene carbonate (FEC), 2% by weight of methoxy propionitrile (MPN) was added.

또한, 음극 활물질로는 인조 흑연을 사용하였으며, 양극 활물질로는 LiCoO2와 상기 LiCoO2 100 중량부 대비 1 중량부의 알루미늄 분말을 혼합하고 열처리하여 얻어진 알루미늄이 코팅된 LiCoO2을 사용하였다. 이후, 통상적인 방법으로 알루미늄 캔을 사용한 각형 리튬 이차전지를 제조하였다.
Further, as an anode active material was used as the artificial graphite, the positive electrode active material LiCoO 2 was used as the cost of aluminum is obtained by mixing the 100 parts by weight of LiCoO 2 compared to 1 part by weight of aluminum powder with LiCoO 2 and heat-treated coating. Thereafter, a rectangular lithium secondary battery using an aluminum can was manufactured by a conventional method.

비교예Comparative example 1 One

전해액에 메톡시 프로피오니트릴을 첨가하지 않고 비닐렌 카보네이트 3중량%와 플루오로 에틸렌 카보네이트 2중량%를 첨가한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 각형 리튬 이차전지를 제조하였다.A prismatic lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1, except that 3 wt% of vinylene carbonate and 2 wt% of fluoroethylene carbonate were added without adding methoxy propionitrile to the electrolyte.

비교예Comparative example 2 2

메톡시 프로피오니트릴 10중량%를 첨가한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 각형 리튬 이차전지를 제조하였다.A rectangular lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1, except that 10% by weight of methoxy propionitrile was added.

비교예Comparative example 3 3

전해액에 메톡시 프로피오니트릴을 첨가하지 않고 비닐렌 카보네이트 2중량%와 플루오로 에틸렌 카보네이트 2중량%를 첨가한 것을 제외하고, 실시예 3과 동일한 방법으로 각형 리튬 이차전지를 제조하였다.
A prismatic lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 3, except that 2 wt% of vinylene carbonate and 2 wt% of fluoroethylene carbonate were added without adding methoxy propionitrile to the electrolyte.

전술한 실시예 및 비교예에 따라 제조한 전해액의 안전성을 평가하기 위하여, 하기와 같은 시험을 수행하였다.In order to evaluate the safety of the electrolyte prepared according to the above-described Examples and Comparative Examples, the following test was performed.

1. 고온 저장 안전성 시험1. High temperature storage safety test

실시예 1, 실시예 3 및 비교예 1, 비교예 3에서 제조된 각 전지를 4.2V 만충전 상태에서 90℃, 5시간 저장하면서 초기 두께와 저장 후의 두께 변화를 각각 측정하였고, 사용된 양극 재료별로 그 결과를 하기 표 1 및 표 2에 각각 기재하였으며, 두께 변화(Δt)는 대응하는 비교예의 두께 증가를 100%로 하여 상대 값으로 나타내었다.Each cell prepared in Example 1, Example 3 and Comparative Example 1, Comparative Example 3 was measured at 90 ℃, 5 hours under 4.2V full charge state and the initial thickness and the change in thickness after storage were measured, respectively. The results are shown in Tables 1 and 2, respectively, and the thickness change (Δt) is expressed as a relative value with a thickness increase of the corresponding comparative example as 100%.

양극활물질: LiCoO2 + LiNi0.53Co0.2Mn0.27O2 Cathode active material: LiCoO 2 + LiNi 0.53 Co 0.2 Mn 0.27 O 2 Δt (%)Δt (%) 실시예 1Example 1 91.191.1 비교예 1Comparative Example 1 100100

양극활물질: LiCoO2/AlCathode active material: LiCoO 2 / Al Δt (%)Δt (%) 실시예 3Example 3 72.872.8 비교예 3Comparative Example 3 100100

상기 표 1 및 표 2에서 보는 바와 같이, 비교예 1 및 비교예 3과 비교하여 본 발명에 따른 전지(실시예 1, 3)는 고온에서 장시간 보존 시 두께 증가(부풀음 현상)가 크게 억제되었음을 알 수 있다. As shown in Table 1 and Table 2, compared with Comparative Example 1 and Comparative Example 3, the battery according to the present invention (Examples 1, 3) it can be seen that the increase in thickness (swelling phenomenon) is significantly suppressed when stored for a long time at high temperature Can be.

2. 2. 충방전Charging and discharging 성능 평가 시험 Performance test

(1) 전지 초기 용량의 측정(1) Measurement of initial battery capacity

상술한 바와 같이 하여 제작한 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2의 각 전지에 대해 25℃에서 0.5C=400mA의 정전류에서 충전하고, 전지의 전압이 4.2V가 된 후에는 4.2 V의 정전압에서 충전 전류값이 50㎃가 될 때까지 초기 충전하였다. 이 초기 충전한 전지에 대해 0.2C의 정전류에서 전지 전압이 3V에 이를 때까지 방전을 행하고, 이 때의 방전 용량을 초기 용량으로서 구하였다. Each battery of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 produced as described above was charged at a constant current of 0.5 C = 400 mA at 25 ° C., and after the voltage of the battery became 4.2 V, a constant voltage of 4.2 V. Initial charging was performed until the charging current value reached 50 mA. The battery initially charged was discharged at a constant current of 0.2 C until the battery voltage reached 3 V, and the discharge capacity at this time was obtained as the initial capacity.

(2)(2) 충방전Charging and discharging 사이클 시험 Cycle test

각 전지를 45℃의 온도 환경에서 1C=900㎃의 정전류에서 충전하고, 전지의 전압이 4.2V가 된 후에는 4.2V의 정전압에서 충전 전류값이 50㎃가 될 때까지 1회째의 충전을 행하였다. 이 1회째의 충전을 행한 전지에 대해 1C의 정전류에서 전지 전압이 3V에 이를 때까지 방전을 행하여 1사이클째의 방전 용량을 구하였다. 그 중에서, 상기 실시예 1, 2 및 비교예 2의 전지 방전 용량과 고온 충방전 사이클 결과를 정리하여 도 1에 도시하였다.Each battery is charged at a constant current of 1C = 900 mA in a temperature environment of 45 ° C., and after the battery voltage reaches 4.2 V, the first charge is performed at a constant voltage of 4.2 V until the charging current value reaches 50 mA. It was. The first charged battery was discharged at a constant current of 1C until the battery voltage reached 3V, and the discharge capacity at the first cycle was obtained. Among them, the battery discharge capacity and the high temperature charge / discharge cycle results of Examples 1, 2 and Comparative Example 2 are collectively shown in FIG. 1.

도 1에서 나타난 바와 같이, 메톡시 프로피오니트릴을 첨가제로 포함하는 실시예 1, 2 및 비교예 2의 전지의 초기용량은 거의 동일하나, 메톡시 프로피오니트릴을 과량(10중량%) 첨가한 비교예 2의 경우에는 사이클이 증가할수록 방전용량이 저하되는 것을 확인할 수 있다. 특히, 통상적으로 관련 산업(예: 휴대폰 등)에 사용되는 전지에서 요구되는 사이클 횟수가 최소 300회 정도인데, 비교예 2는 300 사이클 이후에는 방전용량이 크게 감소하는 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 1, the initial capacities of the batteries of Examples 1, 2 and Comparative Example 2 including methoxy propionitrile as additives were almost the same, but an excess (10 wt%) of methoxy propionitrile was added. In the case of Comparative Example 2, it can be seen that the discharge capacity decreases as the cycle increases. In particular, the number of cycles typically required in a battery used in a related industry (eg, a mobile phone, etc.) is at least about 300 cycles. In Comparative Example 2, it can be seen that the discharge capacity greatly decreases after 300 cycles.

Claims (11)

양극, 음극, 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막 및 비수 전해액을 포함하는 리튬 이차전지에 있어서,
상기 양극은 제1 양극활물질 LixCoO2(0.5<x<1.3)와 제2 양극활물질 Lix(NiaCobMnc)O2(0.5<x<1.3, 0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, a+b+c=1)의 혼합 양극활물질, 또는 알루미늄이 코팅된 LixCoO2(0.5<x<1.3) 양극활물질을 포함하며,
상기 비수 전해액은 이온화 가능한 리튬염 및 유기용매를 포함하고, 비수 전해액 총 중량에 대하여,
(a) 하기 화학식 1로 표시되는 할로겐으로 치환된 환형 카보네이트와 비닐렌기 또는 비닐기를 함유하는 화합물의 혼합물 1중량% 내지 10중량%; 및
(b) 탄소수 2 내지 12의 알콕시알킬기를 갖는 니트릴 화합물 0.1중량% 내지 9중량%
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지:
[화학식 1]
Figure 112010050157913-pat00007

상기 화학식 1에서,
X, Y는 각각 독립적으로 수소, 염소, 또는 불소이고, X와 Y는 동시에 수소는 아니다.
In a lithium secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode and a nonaqueous electrolyte,
The positive electrode may include a first positive electrode active material Li x CoO 2 (0.5 <x <1.3) and a second positive electrode active material Li x (Ni a Co b Mn c ) O 2 (0.5 <x <1.3, 0 <a <1, 0 < b <1, 0 <c <1, a + b + c = 1) mixed cathode active material, or Li x CoO 2 (0.5 <x <1.3) cathode active material coated with aluminum,
The nonaqueous electrolyte includes an ionizable lithium salt and an organic solvent, and with respect to the total weight of the nonaqueous electrolyte,
(a) 1% by weight to 10% by weight of a mixture of a cyclic carbonate substituted with halogen represented by Formula 1 and a compound containing a vinylene group or a vinyl group; And
(b) 0.1 wt% to 9 wt% of a nitrile compound having an alkoxyalkyl group having 2 to 12 carbon atoms
Lithium secondary battery further comprises:
[Formula 1]
Figure 112010050157913-pat00007

In Chemical Formula 1,
X and Y are each independently hydrogen, chlorine, or fluorine, and X and Y are not simultaneously hydrogen.
제1항에 있어서,
상기 제2 양극활물질은 LixMyO2(M은 Ni1-a-bMnaCob(0.05≤a≤0.4, 0.1≤b≤0.4, 0.4≤1-a-b≤0.7)이고, 1.95≤x+y≤2.05로서 0.95≤x≤1.05, 0.9≤y≤1.1)인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
The method of claim 1,
The second cathode active material is Li x M y O 2 (M is Ni 1-ab Mn a Co b (0.05 ≦ a ≦ 0.4, 0.1 ≦ b ≦ 0.4, 0.4 ≦ 1-ab ≦ 0.7), and 1.95 ≦ x + and y ≦ 2.05, wherein 0.95 ≦ x ≦ 1.05 and 0.9 ≦ y ≦ 1.1).
제1항에 있어서,
상기 비닐렌기 또는 비닐기를 함유하는 화합물은 비닐렌 카보네이트계 화합물, 비닐기를 함유하는 아크릴레이트계 화합물, 비닐기를 함유하는 설포네이트계 화합물 및 비닐기를 함유하는 에틸렌 카보네이트계 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
The method of claim 1,
The vinylene group or the compound containing a vinyl group is any one selected from the group consisting of a vinylene carbonate compound, an acrylate compound containing a vinyl group, a sulfonate compound containing a vinyl group, and an ethylene carbonate compound containing a vinyl group. Or a mixture of two or more thereof.
제1항에 있어서,
상기 비닐기를 함유하는 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지:
[화학식 2]
Figure 112010050157913-pat00008

상기 화학식 2에서,
R1 내지 R4 중 적어도 하나는 비닐기를 포함하고, 나머지는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 할로겐으로 치환되거나 비치환된 C1~C6의 알킬기, C6~C12의 아릴기, C2~C6의 알케닐기, 또는 설포네이트기이다.
The method of claim 1,
The compound containing the vinyl group is a lithium secondary battery, characterized in that the compound represented by the formula (2):
(2)
Figure 112010050157913-pat00008

In Formula 2,
At least one of R 1 to R 4 includes a vinyl group, and the remaining ones are each independently hydrogen, halogen, halogen or unsubstituted C 1 to C 6 alkyl group, C 6 to C 12 aryl group, C 2 to An alkenyl group or a sulfonate group of C 6 .
제1항에 있어서,
상기 할로겐으로 치환된 환형 카보네이트: 비닐렌기 또는 비닐기를 함유하는 화합물 = 1 : 0.5 ~ 5의 혼합 중량비를 갖는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
The method of claim 1,
The cyclic carbonate substituted with halogen: a vinylene group or a compound containing a vinyl group = 1: lithium secondary battery having a mixed weight ratio of 0.5 to 5.
제1항에 있어서,
상기 알콕시알킬 니트릴 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지:
[화학식 3]
Figure 112010050157913-pat00009

상기 화학식 3에서,
n은 1 ~ 6의 정수이며, m은 1 ~ 6의 정수이다.
The method of claim 1,
The alkoxyalkyl nitrile compound is a lithium secondary battery, characterized in that represented by the following formula (3):
(3)
Figure 112010050157913-pat00009

In Chemical Formula 3,
n is an integer of 1-6, m is an integer of 1-6.
제1항에 있어서,
상기 알콕시알킬 니트릴 화합물은 메톡시 아세토니트릴, 메톡시 프로피오니트릴, 메톡시 부티로니트릴, 메톡시 발레로니트릴, 에톡시 아세토니트릴, 에톡시 프로피오니트릴, 에톡시 부티로니트릴, 에톡시 발레로니트릴로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들의 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
The method of claim 1,
The alkoxyalkyl nitrile compound is methoxy acetonitrile, methoxy propionitrile, methoxy butyronitrile, methoxy valeronitrile, ethoxy acetonitrile, ethoxy propionitrile, ethoxy butyronitrile, ethoxy valero Lithium secondary battery, characterized in that any one or a mixture of two or more selected from the group consisting of nitrile.
제1항에 있어서,
상기 리튬염의 음이온은 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 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
The method of claim 1,
The lithium salt of 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 - lithium secondary battery, characterized in that at least one selected from the group consisting of.
제1항에 있어서,
상기 유기용매는 선형 카보네이트, 환형 카보네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 카보네이트 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
The method of claim 1,
The organic solvent is a lithium secondary battery comprising a carbonate compound which is any one selected from the group consisting of linear carbonate, cyclic carbonate and mixtures thereof.
제9항에 있어서,
상기 카보네이트 화합물은 프로필렌 카보네이트, 에틸렌 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트, 메틸프로필 카보네이트, 디프로필 카보네이트로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
10. The method of claim 9,
The carbonate compound is a lithium secondary, characterized in that any one or a mixture of two or more selected from the group consisting of propylene carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, methylpropyl carbonate, dipropyl carbonate battery.
제9항에 있어서,
상기 유기용매가 선형 카보네이트를 포함하는 경우에는 상기 탄소수 2 내지 12의 알콕시알킬기를 갖는 니트릴 화합물은 선형 카보네이트 100 중량부 대비 1 내지 20 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
10. The method of claim 9,
When the organic solvent includes a linear carbonate, the nitrile compound having an alkoxyalkyl group having 2 to 12 carbon atoms is included in 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of linear carbonate.
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