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KR102440658B1 - Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same - Google Patents

Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same Download PDF

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KR102440658B1
KR102440658B1 KR1020200069144A KR20200069144A KR102440658B1 KR 102440658 B1 KR102440658 B1 KR 102440658B1 KR 1020200069144 A KR1020200069144 A KR 1020200069144A KR 20200069144 A KR20200069144 A KR 20200069144A KR 102440658 B1 KR102440658 B1 KR 102440658B1
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임동민
이재정
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주식회사 엔켐
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Abstract

본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 티오카르보닐 화합물; 전해액 첨가제;
리튬염; 및 비수계 유기용매;를 포함하는 리튬이차전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬이차전지를 제공한다.
[화학식 1]

Figure 112020058751912-pat00014

본 발명의 리튬이차전지용 전해액을 이용한 리튬이차전지는 고온수명 특성이 우수하며, 고온저장시 내부저항(IR) 감소, 전지두께 팽창 억제 및 용량유지율이 월등하다.The present invention relates to a thiocarbonyl compound represented by the following formula (1); electrolyte additive;
lithium salt; and a non-aqueous organic solvent; and an electrolyte solution for a lithium secondary battery comprising the same, and a lithium secondary battery including the same.
[Formula 1]
Figure 112020058751912-pat00014

The lithium secondary battery using the electrolyte solution for a lithium secondary battery of the present invention has excellent high-temperature life characteristics, and is excellent in reducing internal resistance (IR), suppressing battery thickness expansion, and maintaining capacity at high temperature storage.

Description

리튬이차전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬이차전지 {ELECTROLYTE FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY AND LITHIUM SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME}Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising same

본 발명은 리튬이차전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬이차전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고온수명 특성이 우수하며, 고온저장시 내부저항(IR) 감소, 전지두께 팽창 억제 및 용량유지율이 월등한 리튬이차전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to an electrolyte solution for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery containing the same, and more particularly, lithium having excellent high-temperature life characteristics, reduced internal resistance (IR) during high-temperature storage, suppression of battery thickness expansion, and superior capacity retention It relates to an electrolyte for a secondary battery and a lithium secondary battery including the same.

휴대폰, 디지털카메라, 노트북 컴퓨터 및 전동공구 뿐만 아니라 전기자전거, 전기자동차 및 에너지저장장치까지 충전식 전지(rechargeable battery)의 적용 분야가 확대되면서 에너지 전자 기기의 전원으로 사용되는 상기 충전식 전지의 고에너지밀도화 및 고안전성에 대한 요구가 높아지고 있다.As the field of application of rechargeable batteries is expanded to mobile phones, digital cameras, notebook computers and power tools, as well as electric bicycles, electric vehicles, and energy storage devices, high energy density of the rechargeable batteries used as power sources for energy electronic devices has been increased. And the demand for high safety is increasing.

리튬이차전지는 이러한 요구를 가장 잘 충족시킬 수 있는 충전식 전지로서 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 리튬이차전지는 리튬이온의 삽입 및 탈리가 가능한 탄소재 등의 음극, 리튬 함유 산화물 등으로 이루어진 양극, 상기 음극과 상기 양극 사이에 위치한 다공성 분리막 및 상기 음극과 상기 양극 사이에 주입되어, 두 전극 사이에서 리튬 이온을 이동할 수 있도록 하는 매개체인 비수 전해액으로 구성되어 있다. A lithium secondary battery is a rechargeable battery that can best meet these needs, and research on it is being actively conducted. A lithium secondary battery is a negative electrode made of a carbon material capable of insertion and desorption of lithium ions, a positive electrode made of lithium-containing oxide, etc., a porous separator positioned between the negative electrode and the positive electrode, and injected between the negative electrode and the positive electrode, between the two electrodes It is composed of a non-aqueous electrolyte, a medium that allows lithium ions to move in

상기 비수 전해액으로는 프로필렌카보네이트, 에틸카보네이트, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트 등의 비수성 유기 용매에 LiPF6 등 리튬염이 용해된 물질을 사용하고 있다. As the non-aqueous electrolyte, a material in which a lithium salt such as LiPF 6 is dissolved in a non-aqueous organic solvent such as propylene carbonate, ethyl carbonate, dimethyl carbonate, and diethyl carbonate is used.

그러나, 일반적으로 이러한 비수성 유기용매는 고온에서 장시간 보관할 경우 전해액의 산화로 인해 기체가 발생되어 이차전지가 발화 및 폭발되는 문제를 야기할 수 있다. However, in general, when the non-aqueous organic solvent is stored at a high temperature for a long time, gas is generated due to the oxidation of the electrolyte, which may cause a problem in that the secondary battery is ignited and exploded.

최근 이러한 이차전지 발화 및 폭발 문제를 해결하기 위해 첨가제를 포함하는 새로운 조성의 전해액을 개발하려는 연구가 다양하게 시도되고 있다. 그러나, 카보네이트계 유기용매를 사용하는 이차전지에서는 음극 표면 위에 쌓인 고체 전해질 분해 산물인 음극 부동태막(SEI 필름; solid electrolyte interphase film) 형성 반응 중 상기 카보네이트계 유기용매의 분해로 인하여 이차전지 내부에 가스가 발생하는 문제점이 있다. 이러한 가스로는 비수성 유기 용매와 음극 활물질의 종류에 따라 수소 가스(H2), 일산화탄소 가스(CO) 이산화탄소 가스(CO2), 메탄 가스(CH4) 등이 있다. Recently, in order to solve the problem of ignition and explosion of secondary batteries, various studies have been made to develop an electrolyte of a new composition including additives. However, in a secondary battery using a carbonate-based organic solvent, gas inside the secondary battery due to the decomposition of the carbonate-based organic solvent during the reaction of forming a solid electrolyte interphase film (SEI film), which is a solid electrolyte decomposition product accumulated on the surface of the anode. There is a problem that occurs. Examples of the gas include hydrogen gas (H 2 ), carbon monoxide gas (CO), carbon dioxide gas (CO 2 ), methane gas (CH 4 ), and the like, depending on the type of the non-aqueous organic solvent and the anode active material.

따라서, 이차전지 내부의 상기 가스들의 발생으로 인하여 충전시 전지의 두께가 팽창되고, 또한 이차전지에 전기에너지를 최대치까지 충전하는 만충전 상태에서 고온 방치되었을 때(일예로, 4.2 V 100 % 충전 후, 60 ℃ 4주 방치) 음극 부동태막(SEI 필름)은 시간이 경과함에 따라 증가된 전기화학적 에너지와 열에너지에 의해 서서히 붕괴되어, 주위의 전해질이 새롭게 노출된 음극 표면과 반응하는 부반응을 지속적으로 일으키게 된다. 이러한 계속적인 가스발생으로 인하여 이차전지의 내부 압력이 상승하고, 이차전지의 부피팽창 등으로 인해 고온에서 이차전지의 수명 감소가 발생하는 등의 이차전지의 성능 저하가 일어난다. Therefore, the thickness of the battery expands during charging due to the generation of the gases inside the secondary battery, and when the secondary battery is left at a high temperature in a fully charged state (for example, after charging 4.2 V 100% , 60 ℃ 4 weeks) The negative electrode passivation film (SEI film) slowly decays by the increased electrochemical energy and thermal energy over time, causing a side reaction in which the surrounding electrolyte continuously reacts with the newly exposed surface of the negative electrode. do. Due to such continuous gas generation, the internal pressure of the secondary battery increases, and the performance of the secondary battery is deteriorated, such as a decrease in the lifespan of the secondary battery at a high temperature due to volume expansion of the secondary battery.

이러한 이차전지의 성능 감소를 방지하기 위하여, 리튬이차전지의 수명특성, 저장특성 등의 전지특성을 개선하기 위해, 전해질 구성 성분으로 비수계 유기 용매나 첨가제에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있다. In order to prevent such a decrease in the performance of the secondary battery, in order to improve the battery characteristics such as the life characteristics and storage characteristics of the lithium secondary battery, various studies on non-aqueous organic solvents and additives as electrolyte components are being made.

그러나, 종래에 전해액 첨가제로서 많은 연구가 진행된 1,3-프로판설톤 및 1,3-프로펜설톤의 첨가제 등은 장시간의 고온 저장시 이차전지의 고온저장특성은 개선되지만, 이차전지의 고온수명특성이 감소하는 문제가 발생한다.However, additives such as 1,3-propanesultone and 1,3-propensultone, which have been extensively studied as electrolyte additives in the prior art, improve the high-temperature storage characteristics of secondary batteries during long-term high-temperature storage, but high-temperature lifespan characteristics of secondary batteries. This diminishing problem arises.

대한민국 공개특허공보 제2019-0022382호Republic of Korea Patent Publication No. 2019-0022382

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 이차전지의 고온저장특성 및 고온수명특성을 함께 향상시킬 수 있는 리튬 이차전지용 전해액 및 이를 포함한 리튬이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide an electrolyte for a lithium secondary battery capable of improving both high-temperature storage characteristics and high-temperature lifespan characteristics of secondary batteries, and a lithium secondary battery including the same, in order to solve the problems of the prior art.

본 발명의 실시예를 따르는 리튬이차전지용 전해액은The electrolyte for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention is

하기 화학식 1로 표시되는 티오카르보닐 화합물;a thiocarbonyl compound represented by the following formula (1);

전해액 첨가제;electrolyte additive;

리튬염; 및lithium salt; and

비수계 유기용매;를 포함한다.Non-aqueous organic solvent; includes.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112020058751912-pat00001
Figure 112020058751912-pat00001

(상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, R1은 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1-C6 알킬기, C3-C6 사이클로알킬기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고, R2는 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1-C6 알킬기, C3-C6 사이클로알킬기임)(In Formula 1, R1 and R2 are the same or different from each other, and R1 is each independently hydrogen, deuterium, a C1-C6 alkyl group, a C3-C6 cycloalkyl group, or a substituted or unsubstituted ring by combining with an adjacent group to form a ring, and , R2 is each independently hydrogen, deuterium, C1-C6 alkyl group, C3-C6 cycloalkyl group)

또한, 본 발명의 실시예를 따르는 상기 티오카르보닐 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 O-(prop-2-yn-1-yl)-1H-imidazole-1-carbothioate(Propargyl-1H-imidazole-1-thiocarboxylate) 일 수 있다.In addition, the thiocarbonyl compound according to an embodiment of the present invention is O-(prop-2-yn-1-yl)-1H-imidazole-1-carbothioate (Propargyl-1H-imidazole-1) represented by Formula 2 below. -thiocarboxylate).

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112020058751912-pat00002
Figure 112020058751912-pat00002

본 발명의 실시예를 따르는 상기 티오카르보닐 화합물은 상기 리튬이차전지용 전해액 총 중량에 대하여 0.05 내지 20 중량%로 포함될 수 있다.The thiocarbonyl compound according to an embodiment of the present invention may be included in an amount of 0.05 to 20% by weight based on the total weight of the electrolyte for a lithium secondary battery.

그리고, 본 발명의 실시예를 따르는 상기 전해액 첨가제는 리튬디플루오로포스페이트(Lithium difluorophosphate), 리튬테트라플루오로(옥살레토)포스페이트(Lithium tetrafluoro(oxalate)phosphate, 리튬비스(플루오로설포닐)이미드(Lithium bis(fluorosulfonyl)imide), 1,3-프로판설톤(1,3-Propane sultone), 1,3-프로펜설톤(1,3-Propene sultone), 플루오로에틸렌카보네이트(Fluoroethylene carbonate), 비닐렌카보네이트(Vinylene Carbonate), 및 비닐에틸렌카보네이트(Vinyl Ethylene Carbonate)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종 이상을 포함할 수 있다.And, the electrolyte additive according to an embodiment of the present invention is lithium difluorophosphate (Lithium difluorophosphate), lithium tetrafluoro (oxaleto) phosphate (Lithium tetrafluoro (oxalate) phosphate, lithium bis (fluorosulfonyl) imide) (Lithium bis(fluorosulfonyl)imide), 1,3-propane sultone, 1,3-propene sultone, fluoroethylene carbonate, vinyl It may include at least one selected from the group consisting of ren carbonate (Vinylene Carbonate), and vinyl ethylene carbonate (Vinyl Ethylene Carbonate).

본 발명의 실시예를 따르는 상기 전해액 첨가제는 상기 리튬이차전지용 전해액 총 중량에 대하여 0.05 내지 20 중량%로 포함될 수 있다.The electrolyte additive according to an embodiment of the present invention may be included in an amount of 0.05 to 20% by weight based on the total weight of the electrolyte for a lithium secondary battery.

또한, 본 발명의 실시예를 따르는 상기 리튬염은 LiPF6, LiClO4, LiAsF6, LiBF4, LiBF6, LiSbF6, LiAl04, LiAlCl4, LiClO4, LiCF3SO3, LiC4F9SO3, LiN(C2F5SO3)2, LiN(C2F5SO2)2, LiN(CF3SO2)2, 및 LiB(C2O4)2로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종 이상을 포함할 수 있다.In addition, the lithium salt according to an embodiment of the present invention is LiPF 6 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiBF 6 , LiSbF 6 , LiAl0 4 , LiAlCl 4 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiC 4 F 9 SO 3 , at least 1 selected from the group consisting of LiN(C 2 F 5 SO 3 ) 2 , LiN(C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN(CF 3 SO 2 ) 2 , and LiB(C 2 O 4 ) 2 . It may include more than one species.

본 발명의 실시예를 따르는 상기 리튬염의 농도는 상기 리튬이차전지용 전해액 총량에 대하여 0.1 내지 2.0 M(mol/L)로 포함될 수 있다.The concentration of the lithium salt according to an embodiment of the present invention may be included in the range of 0.1 to 2.0 M (mol/L) with respect to the total amount of the electrolyte for a lithium secondary battery.

그리고, 본 발명의 실시예를 따르는 상기 비수계 유기용매는 선형 카보네이트계 용매, 환형 카보네이트계 용매 또는 이들의 혼합용매일 수 있다. In addition, the non-aqueous organic solvent according to an embodiment of the present invention may be a linear carbonate-based solvent, a cyclic carbonate-based solvent, or a mixture thereof.

본 발명의 실시예를 따르는 상기 선형 카보네이트계 용매는 디메틸카보네이트(DMC), 디에틸카보네이트(DEC), 디프로필카보네이트(DPC), 에틸프로필카보네이트(EPC), 에틸메틸카보네이트(EMC) 및 메틸프로필카보네이트(MPC)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종 이상을 포함할 수 있다. The linear carbonate-based solvent according to an embodiment of the present invention is dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), ethyl propyl carbonate (EPC), ethyl methyl carbonate (EMC) and methyl propyl carbonate (MPC) may include at least one selected from the group consisting of.

또한, 본 발명의 실시예를 따르는 상기 환형 카보네이트계 용매는 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 1,2-부틸렌카보네이트(BC), 2,3-부틸렌카보네이트, 1,2-펜틸렌카보네이트, 2,3-펜틸렌카보네이트, 비닐렌카보네이트(VC) 및 플루오르에틸렌카보네이트(FEC)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종 이상을 포함할 수 있다.In addition, the cyclic carbonate-based solvent according to an embodiment of the present invention is ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), 1,2-butylene carbonate (BC), 2,3-butylene carbonate, 1,2- It may include at least one selected from the group consisting of pentylene carbonate, 2,3-pentylene carbonate, vinylene carbonate (VC) and fluoroethylene carbonate (FEC).

여기서, 본 발명의 실시예를 따르는 상기 선형 카보네이트계 용매와 상기 환형 카보네이트계 용매의 혼합용매는 상기 선형 카보네이트계 용매와 상기 환형 카보네이트계 용매가 9:1 내지 1:9의 부피비로 혼합될 수 있다.Here, in the mixed solvent of the linear carbonate-based solvent and the cyclic carbonate-based solvent according to an embodiment of the present invention, the linear carbonate-based solvent and the cyclic carbonate-based solvent may be mixed in a volume ratio of 9:1 to 1:9. .

본 발명의 실시예를 따르는 상기 비수계 유기용매는 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 에틸메틸카보네이트(EMC), 및 디에틸카보네이트(DEC)를 포함할 수 있다.The non-aqueous organic solvent according to an embodiment of the present invention may include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), ethylmethyl carbonate (EMC), and diethyl carbonate (DEC).

본 발명의 실시예를 따르는 상기 비수계 유기용매는 상기 에틸렌카보네이트(EC) 10 내지 40 중량%, 상기 프로필렌카보네이트(PC) 5 내지 20 중량%, 상기 에틸메틸카보네이트(EMC) 20 내지 60 중량%, 및 상기 디에틸카보네이트(DEC) 10 내지 60 중량%를 포함할 수 있다.The non-aqueous organic solvent according to an embodiment of the present invention is 10 to 40 wt% of the ethylene carbonate (EC), 5 to 20 wt% of the propylene carbonate (PC), 20 to 60 wt% of the ethylmethyl carbonate (EMC), and 10 to 60 wt% of the diethyl carbonate (DEC).

또한, 본 발명의 실시예를 따르는 리튬이차전지는,In addition, the lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention,

양극; 음극; 분리막; 및 비수성 전해액을 포함하되,anode; cathode; separator; and a non-aqueous electrolyte,

상기 양극은 리튬 복합 금속 산화물 및 리튬 올리빈형 인산염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 양극 활물질을 포함하며, The positive electrode includes at least one positive electrode active material selected from the group consisting of lithium composite metal oxide and lithium olivine-type phosphate,

상기 음극은 규소, 규소화합물, 주석, 주석 화합물, 타이타늄산리튬, 결정질 탄소, 비정질 탄소, 인조 흑연, 천연 흑연 및 인조흑연과 천연흑연 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 음극 활물질을 포함하고, The negative electrode comprises at least one negative electrode active material selected from the group consisting of silicon, a silicon compound, tin, a tin compound, lithium titanate, crystalline carbon, amorphous carbon, artificial graphite, natural graphite, and a mixture of artificial graphite and natural graphite, and ,

상기 분리막은 에틸렌 중합체, 프로필렌 중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 및 에틸렌/헥센 공중합체 중에서 선택된 적어도 어느 하나 이상의 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름 단독 또는 적층물을 포함하거나, 세라믹 또는 고분자 물질이 코팅된 코팅막을 포함하며,The separator includes a porous polymer film alone or a laminate made of at least one polyolefin-based polymer selected from an ethylene polymer, a propylene polymer, an ethylene/butene copolymer, and an ethylene/hexene copolymer, or a ceramic or polymer material is coated including a coated film,

상기 비수성 전해액은 하기 화학식 1로 표시되는 티오카르보닐 화합물;The non-aqueous electrolyte may include a thiocarbonyl compound represented by the following Chemical Formula 1;

전해액 첨가제;electrolyte additive;

리튬염; 및lithium salt; and

비수계 유기용매;를 포함하는 리튬이차전지 전해액을 포함한다.Non-aqueous organic solvent; includes a lithium secondary battery electrolyte containing.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112020058751912-pat00003
Figure 112020058751912-pat00003

(상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, R1은 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1-C6 알킬기, C3-C6 사이클로알킬기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고, R2는 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1-C6 알킬기, C3-C6 사이클로알킬기임)(In Formula 1, R1 and R2 are the same or different from each other, and R1 is each independently hydrogen, deuterium, a C1-C6 alkyl group, a C3-C6 cycloalkyl group, or a substituted or unsubstituted ring by combining with an adjacent group to form a ring, and , R2 is each independently hydrogen, deuterium, C1-C6 alkyl group, C3-C6 cycloalkyl group)

그리고, 본 발명의 실시예를 따르는 상기 리튬이차전지의 상기 양극 활물질은 코발트, 망간, 니켈 및 철로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상을 포함할 수 있다.And, the positive active material of the lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention may include at least one selected from the group consisting of cobalt, manganese, nickel and iron.

본 발명의 리튬이차전지용 전해액을 이용하는 리튬이차전지는 고온수명 특성이 우수하며, 고온저장시 내부저항(IR) 감소, 전지두께 팽창 억제 및 용량유지율이 월등하다. The lithium secondary battery using the electrolyte solution for a lithium secondary battery of the present invention has excellent high-temperature life characteristics, and is excellent in reducing internal resistance (IR), suppressing battery thickness expansion, and maintaining capacity during high-temperature storage.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. These examples are only for illustrating the present invention and should not be construed as limiting the scope of the present invention by these examples.

본 명세서에서 사용되는 "포함하는"과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 문구 또는 문장에서 특별히 다르게 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.As used herein, an expression such as "comprising" is understood as an open-ended term that includes the possibility of including other embodiments, unless specifically stated otherwise in the phrase or sentence in which the expression is included. should be

본 명세서에서 사용되는 "바람직한" 및 "바람직하게"는 소정 환경 하에서 소정의 이점을 제공할 수 있는 본 발명의 실시 형태를 지칭한다. 그러나, 동일한 환경 또는 다른 환경 하에서, 다른 실시 형태가 또한 바람직할 수 있다. 추가로, 하나 이상의 바람직한 실시 형태의 언급은 다른 실시 형태가 유용하지 않다는 것을 의미하지 않으며, 본 발명의 범주로부터 다른 실시 형태를 배제하고자 하는 것은 아니다.As used herein, “preferred” and “preferably” refer to embodiments of the invention that may provide certain advantages under certain circumstances. However, other embodiments may also be preferred, under the same or other circumstances. Additionally, the recitation of one or more preferred embodiments does not imply that other embodiments are not useful, nor is it intended to exclude other embodiments from the scope of the invention.

이하, 본 발명의 리튬이차전지용 전해액에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the electrolyte for a lithium secondary battery of the present invention will be described in detail.

본 발명은 the present invention

하기 화학식 1로 표시되는 티오카르보닐 화합물;a thiocarbonyl compound represented by the following formula (1);

전해액 첨가제;electrolyte additive;

리튬염; 및lithium salt; and

비수계 유기용매;를 포함하는 리튬이차전지용 전해액을 제공한다.It provides an electrolyte solution for a lithium secondary battery comprising; a non-aqueous organic solvent.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112020058751912-pat00004
Figure 112020058751912-pat00004

(상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, R1은 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1-C6 알킬기, C3-C6 사이클로알킬기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고, R2는 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1-C6 알킬기, C3-C6 사이클로알킬기임)(In Formula 1, R1 and R2 are the same or different from each other, and R1 is each independently hydrogen, deuterium, a C1-C6 alkyl group, a C3-C6 cycloalkyl group, or a substituted or unsubstituted ring by combining with an adjacent group to form a ring, and , R2 is each independently hydrogen, deuterium, C1-C6 alkyl group, C3-C6 cycloalkyl group)

또한, 상기 티오카르보닐 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 O-(prop-2-yn-1-yl)-1H-imidazole-1-carbothioate(Propargyl-1H-imidazole-1-thiocarboxylate) 일 수 있다.In addition, the thiocarbonyl compound may be O-(prop-2-yn-1-yl)-1H-imidazole-1-carbothioate (Propargyl-1H-imidazole-1-thiocarboxylate) represented by Formula 2 below.

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112020058751912-pat00005
Figure 112020058751912-pat00005

상기 화학식 1로 표시되는 티오카르보닐 화합물 제조방법은 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 합성용 유기용매에서 반응시키는 제 1 단계를 포함한다. The method for preparing a thiocarbonyl compound represented by Formula 1 includes a first step of reacting a compound represented by Formula 3 and a compound represented by Formula 4 in an organic solvent for synthesis.

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112020058751912-pat00006
Figure 112020058751912-pat00006

(상기 화학식 3에서 R1은 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1-C6 알킬기, C3-C6 사이클로알킬기 이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리임)(In Formula 3, R 1 is each independently hydrogen, deuterium, a C1-C6 alkyl group, a C3-C6 cycloalkyl group, or a substituted or unsubstituted ring bonded to an adjacent group)

[화학식 4][Formula 4]

Figure 112020058751912-pat00007
Figure 112020058751912-pat00007

(상기 화학식 4에서 R2는 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1-C6 알킬기, C3-C6 사이클로알킬기임)(In Formula 4, R 2 is each independently hydrogen, deuterium, a C1-C6 alkyl group, or a C3-C6 cycloalkyl group)

여기서, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 1,1'-티오카보닐 디이미다졸(1,1'-Thiocarbonyldiimidazole) 일 수 있다.Here, the compound represented by Chemical Formula 3 may be 1,1'-thiocarbonyldiimidazole.

또한, 상기 화학식 4로 표시되는 화합물은 프로파질 알콜(Propargyl alcohol 또는 2-Propyn-1-ol) 일 수 있다.In addition, the compound represented by Formula 4 may be propargyl alcohol (Propargyl alcohol or 2-Propyn-1-ol).

그리고, 상기 화학식 3과 화학식 4이 합성용 유기용매에서 반응하는 상기 제 1 단계는 하기의 반응식 1로 표시될 수 있다. In addition, the first step in which Chemical Formulas 3 and 4 are reacted in an organic solvent for synthesis may be represented by Scheme 1 below.

[반응식 1][Scheme 1]

Figure 112020058751912-pat00008
Figure 112020058751912-pat00008

또한, 상기 화학식 2를 형성하는 1,1'-티오카보닐 디이미다졸(1,1'-Thiocarbonyldiimidazole)과 프로파질 알콜(Propargyl alcohol 또는 2-Propyn-1-ol)이 합성용 유기용매에서 반응하는 상기 제 1 단계는 하기의 반응식 2로 표시될 수 있다.In addition, 1,1'-thiocarbonyldiimidazole (1,1'-Thiocarbonyldiimidazole) and propargyl alcohol (Propargyl alcohol or 2-Propyn-1-ol) forming the formula (2) are reacted in an organic solvent for synthesis The first step may be represented by Scheme 2 below.

[반응식 2][Scheme 2]

Figure 112020058751912-pat00009
Figure 112020058751912-pat00009

일 실시예로서, 상기 제 1 단계에서 상기 화학식 4로 표시되는 화합물 1 당량에 대해, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 1 내지 4 당량, 바람직하게는 1 내지 3 당량, 보다 바람직하게는 1 내지 2 당량을 반응시킬 수 있다. As an embodiment, with respect to 1 equivalent of the compound represented by Formula 4 in the first step, the compound represented by Formula 3 is 1 to 4 equivalents, preferably 1 to 3 equivalents, more preferably 1 to 2 equivalents equivalents can be reacted.

일 실시예로서, 상기 제 1단계의 반응 온도는 -5 내지 100 ℃, 바람직하게는 -5 내지 80 ℃, 보다 바람직하게는 -5 내지 50 ℃ 일 수 있다. 또는, 상기 제 1단계의 반응 온도는 10 내지 100 ℃, 바람직하게는 10 내지 80 ℃, 보다 바람직하게는 10 내지 50 ℃ 일 수 있다. As an embodiment, the reaction temperature of the first step may be -5 to 100 ℃, preferably -5 to 80 ℃, more preferably -5 to 50 ℃. Alternatively, the reaction temperature of the first step may be 10 to 100 ℃, preferably 10 to 80 ℃, more preferably 10 to 50 ℃.

상기 합성용 유기용매는 상기 제 1 단계 반응이 진행될 수 있다면 특별히 제한되지 않지만, 제 1 단계 반응이 효율적으로 진행되기 위한 바람직한 일 실시예로서, 상기 합성용 유기용매로서 메틸렌클로라이드, 다이클로로에탄, 다이에틸에테르, 다이아이소프로필에테르 및 테트라하이드로퓨란으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있다. The organic solvent for synthesis is not particularly limited as long as the first-step reaction can proceed, but as a preferred embodiment for the first-step reaction to proceed efficiently, methylene chloride, dichloroethane, and dichloroethane are used as the organic solvent for the synthesis. At least one selected from the group consisting of ethyl ether, diisopropyl ether and tetrahydrofuran may be used.

일 실시예로서, 상기 합성용 유기용매의 수분 농도는 10 - 1000 ppm, 바람직하게는 10 내지 700 ppm, 보다 바람직하게는 10 내지 500 ppm, 보다 바람직하게는 10 내지 300 ppm, 보다 바람직하게는 10 내지 200 ppm, 보다 바람직하게는 10 내지 100 ppm 일 수 있다. 상기 합성용 유기용매의 수분 농도가 1000 ppm 보다 클 경우, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물이 수분에 의해 분해되어 불순물이 생성될 수 있다. As an embodiment, the water concentration of the organic solvent for synthesis is 10-1000 ppm, preferably 10-700 ppm, more preferably 10-500 ppm, more preferably 10-300 ppm, more preferably 10 to 200 ppm, more preferably 10 to 100 ppm. When the water concentration of the organic solvent for synthesis is greater than 1000 ppm, the compound represented by Formula 3 may be decomposed by water to generate impurities.

보다 바람직한 일 실시예로서, 상기 제 1 단계의 반응은 질소 분위기 하에서 진행할 수 있다. As a more preferred embodiment, the reaction of the first step may proceed under a nitrogen atmosphere.

일 실시예로서, 상기 제 1 단계의 반응은 플라스크에 1,1'-티오카보닐 디이미다졸(1,1'-Thiocarbonyldiimidazole)을 투입하고, 합성용 유기용매로 메틸렌클로라이드를 투입하여 교반한 다음, 프로파질 알콜(propargyl alcohol)을 메틸렌클로라이드로 희석한 용액을 적하하여 반응을 진행시킨다As an embodiment, in the reaction of the first step, 1,1'-thiocarbonyldiimidazole is added to a flask, methylene chloride is added as an organic solvent for synthesis, and then stirred. , A solution of propargyl alcohol diluted with methylene chloride is added dropwise to proceed with the reaction.

또한, 상기 티오카르보닐 화합물 제조방법은 상기 제 1 단계에서 생성된 이미다졸 화합물을 제거하는 제 2 단계를 포함한다. In addition, the method for preparing the thiocarbonyl compound includes a second step of removing the imidazole compound produced in the first step.

일 실시예로서, 상기 제 2 단계는 상기 이미다졸 화합물을 수세하여 제거할 수 있다. In one embodiment, the second step may be removed by washing the imidazole compound with water.

일 실시예로서, 상기 제 2 단계는 물을 상기 제 1 단계의 반응액에 적하하고, 상기 물 적하가 완료되면 수층과 메틸렌클로라이드 층을 분리한다. 상기 메틸렌클로라이드 층은 동량의 물을 사용하여 세척한 다음, 황산마그네슘으로 세척된 메틸렌클로라이드 층의 수분을 제거한다. As an embodiment, in the second step, water is added dropwise to the reaction solution of the first step, and when the water dropping is completed, the aqueous layer and the methylene chloride layer are separated. The methylene chloride layer was washed with the same amount of water, and then moisture in the methylene chloride layer washed with magnesium sulfate was removed.

또한, 상기 티오카르보닐 화합물 제조방법은 상기 제 2 단계에서 유기 용매에 용해되어 있는 화합물을 농축 및 재결정하는 제 3 단계를 포함한다. In addition, the method for preparing the thiocarbonyl compound includes a third step of concentrating and recrystallizing the compound dissolved in the organic solvent in the second step.

일 실시예로서, 상기 제 3 단계의 농축은 진공 농축일 수 있으며, 상기 농축 잔사에 에테르를 투입하고 얼음 중탕에서 결정화하여 결정을 제조할 수 있다. As an embodiment, the concentration in the third step may be vacuum concentration, and ether may be added to the concentration residue and crystallized in an ice bath to prepare crystals.

그리고, 상기 티오카르보닐 화합물 제조방법은 상기 제 3 단계 이후, 상기 농축 및 재결정된 화합물을 여과하는 제 4 단계 및 상기 여과물을 진공하에서 건조하는 제 5 단계를 더 포함할 수 있다. And, the thiocarbonyl compound preparation method may further include a fourth step of filtering the concentrated and recrystallized compound and a fifth step of drying the filtrate under vacuum after the third step.

여기서, 상기 티오카르보닐 화합물은 상기 리튬이차전지용 전해액 총 중량에 대하여 0.05 내지 20 중량%로 포함될 수 있다.Here, the thiocarbonyl compound may be included in an amount of 0.05 to 20% by weight based on the total weight of the electrolyte for a lithium secondary battery.

또한, 상기 티오카르보닐 화합물은 바람직하게는 상기 리튬이차전지용 전해액 총 중량에 대하여 0.1 내지 10 중량%로 포함될 수 있다.In addition, the thiocarbonyl compound may be preferably included in an amount of 0.1 to 10% by weight based on the total weight of the electrolyte for a lithium secondary battery.

상기 티오카르보닐 화합물이 상기 리튬이차전지용 전해액 총 중량에 대하여 0.05 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 이차전지의 전지부풀음 방지 효과 및 내부저항 감소효과가 충분하지 않고, 상기 티오카르보닐 화합물이 상기 리튬이차전지용 전해액 총 중량에 대하여 20 중량% 초과하여 포함되면, 이차전지의 내부저항 증가 및 용량 감소로 인한 고온수명 및 고온저장 등의 전지 특성이 저하되는 문제점이 발생한다.When the thiocarbonyl compound is included in an amount of less than 0.05% by weight based on the total weight of the electrolyte for a lithium secondary battery, the effect of preventing battery swelling and reducing the internal resistance of the secondary battery is not sufficient, and the thiocarbonyl compound is the lithium secondary battery If it is contained in an amount exceeding 20% by weight based on the total weight of the electrolyte for a battery, there is a problem in that the battery characteristics such as high-temperature life and high-temperature storage are deteriorated due to an increase in internal resistance and a decrease in capacity of the secondary battery.

그리고, 상기 전해액 첨가제는 리튬디플루오로포스페이트(Lithium difluorophosphate), 리튬테트라플루오로(옥살레토)포스페이트(Lithium tetrafluoro(oxalate)phosphate, 리튬비스(플루오로설포닐)이미드(Lithium bis(fluorosulfonyl)imide), 1,3-프로판설톤(1,3-Propane sultone), 1,3-프로펜설톤(1,3-Propene sultone), 플루오로에틸렌카보네이트(Fluoroethylene carbonate), 비닐렌카보네이트(Vinylene Carbonate), 및 비닐에틸렌카보네이트(Vinyl Ethylene Carbonate)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종 이상을 포함할 수 있다.And, the electrolyte additive is lithium difluorophosphate (Lithium difluorophosphate), lithium tetrafluoro (oxaleto) phosphate (Lithium tetrafluoro (oxalate) phosphate, lithium bis (fluorosulfonyl) imide (Lithium bis (fluorosulfonyl) imide) ), 1,3-propane sultone, 1,3-propene sultone, fluoroethylene carbonate, vinylene carbonate, And it may include at least one selected from the group consisting of vinyl ethylene carbonate (Vinyl Ethylene Carbonate).

상기 전해액 첨가제는 상기 리튬이차전지용 전해액 총 중량에 대하여 0.05 내지 20 중량%로 포함될 수 있다.The electrolyte additive may be included in an amount of 0.05 to 20% by weight based on the total weight of the electrolyte for a lithium secondary battery.

상기 전해액 첨가제가 상기 리튬이차전지용 전해액 총 중량에 대하여 0.05 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 상기 티오카르보닐 화합물이 상기 리튬이차전지용 전해액 총 중량에 대하여 0.05 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 이차전지의 전지부풀음 방지 효과 및 내부저항 감소효과가 충분하지 않고, 상기 티오카르보닐 화합물이 상기 리튬이차전지용 전해액 총 중량에 대하여 20 중량% 초과하여 포함되면, 이차전지의 내부저항 증가 및 용량 감소로 인한 고온수명 및 고온저장 등의 전지 특성이 저하되는 문제점이 발생한다.When the electrolyte additive is included in an amount of less than 0.05% by weight based on the total weight of the electrolyte for a lithium secondary battery, the thiocarbonyl compound is included in an amount of less than 0.05% by weight based on the total weight of the electrolyte for a lithium secondary battery. When the anti-blowing effect and the internal resistance reduction effect are not sufficient, and the thiocarbonyl compound is included in an amount exceeding 20% by weight based on the total weight of the electrolyte for a lithium secondary battery, a high temperature life due to an increase in internal resistance and a decrease in capacity of the secondary battery; There is a problem in that battery characteristics such as high-temperature storage are deteriorated.

또한, 상기 리튬염은 LiPF6, LiClO4, LiAsF6, LiBF4, LiBF6, LiSbF6, LiAl04, LiAlCl4, LiClO4, LiCF3SO3, LiC4F9SO3, LiN(C2F5SO3)2, LiN(C2F5SO2)2, LiN(CF3SO2)2, 및 LiB(C2O4)2로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종 이상을 포함할 수 있다.In addition, the lithium salt is LiPF 6 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiBF 6 , LiSbF 6 , LiAl0 4 , LiAlCl 4 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiN(C 2 F 5 SO 3 ) 2 , LiN(C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN(CF 3 SO 2 ) 2 , and LiB(C 2 O 4 ) 2 At least one selected from the group consisting of may be included. .

여기서, 상기 리튬염은 격자에너지의 해리도가 커서 이온전도도가 우수하고, 열 안정성 및 내산화성이 우수한 리튬염을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 리튬염은 이차전지 내에서 리튬이온의 공급원으로 작용하여 기본적인 리튬전지의 작동을 가능하게 한다.Here, it is preferable to use a lithium salt having a high degree of dissociation of lattice energy, excellent ionic conductivity, and excellent thermal stability and oxidation resistance. The lithium salt serves as a source of lithium ions in the secondary battery to enable basic operation of the lithium battery.

상기 리튬염의 농도는 상기 리튬이차전지용 전해액 총량에 대하여 0.1 내지 2.0 M(mol/L)로 포함될 수 있다.The concentration of the lithium salt may be included in the range of 0.1 to 2.0 M (mol/L) with respect to the total amount of the electrolyte for a lithium secondary battery.

여기서, 상기 리튬염의 농도는 바람직하게는 상기 리튬이차전지용 전해액 총량에 대하여 0.3 내지 2.0 M(mol/L)로 포함될 수 있다.Here, the concentration of the lithium salt may be preferably included in the range of 0.3 to 2.0 M (mol/L) with respect to the total amount of the electrolyte for a lithium secondary battery.

그리고, 상기 리튬염의 농도는 보다 바람직하게는 전기전도도와 관련된 성질 및 리튬이온의 이동성과 관련된 점도를 고려할 때 0.7 내지 1.6 M(mol/L)로 포함될 수 있다.In addition, the concentration of the lithium salt is more preferably 0.7 to 1.6 M (mol/L) in consideration of the properties related to electrical conductivity and the viscosity related to the mobility of lithium ions.

상기 리튬염의 농도가 0.1 M 미만이면 상기 리튬이차전지용 전해액의 전기전도도가 낮아져서 리튬이차전지의 양극과 음극 사이에서 빠른 속도로 이온을 전달하는 비수성 전해액의 성능이 떨어지고, 상기 리튬염의 농도가 2.0 M을 초과하는 경우 상기 리튬이차전지용 전해액의 점도가 증가하여 리튬이온의 이동성이 감소하고 낮은 온도에서 이차전지 성능이 저하되는 문제점이 있다.When the concentration of the lithium salt is less than 0.1 M, the electrical conductivity of the electrolyte for a lithium secondary battery is lowered, so that the performance of the non-aqueous electrolyte for transferring ions between the positive and negative electrodes of the lithium secondary battery at a high speed is lowered, and the concentration of the lithium salt is 2.0 M If it exceeds, the viscosity of the electrolyte solution for a lithium secondary battery increases, so that the mobility of lithium ions is reduced and the performance of the secondary battery is deteriorated at a low temperature.

그리고, 상기 비수계 유기용매는 선형 카보네이트계 용매, 환형 카보네이트계 용매 또는 이들의 혼합용매일 수 있다. In addition, the non-aqueous organic solvent may be a linear carbonate-based solvent, a cyclic carbonate-based solvent, or a mixture thereof.

상기 선형 카보네이트계 용매는 디메틸카보네이트(DMC), 디에틸카보네이트(DEC), 디프로필카보네이트(DPC), 에틸프로필카보네이트(EPC), 에틸메틸카보네이트(EMC) 및 메틸프로필카보네이트(MPC)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종 이상을 포함할 수 있다. The linear carbonate-based solvent is dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), ethyl propyl carbonate (EPC), ethyl methyl carbonate (EMC) and methyl propyl carbonate (MPC) from the group consisting of It may include at least one or more selected.

또한, 상기 환형 카보네이트계 용매는 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 1,2-부틸렌카보네이트(BC), 2,3-부틸렌카보네이트, 1,2-펜틸렌카보네이트, 2,3-펜틸렌카보네이트, 비닐렌카보네이트(VC) 및 플루오르에틸렌카보네이트(FEC)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종 이상을 포함할 수 있다.In addition, the cyclic carbonate-based solvent is ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), 1,2-butylene carbonate (BC), 2,3-butylene carbonate, 1,2-pentylene carbonate, 2,3 - It may include at least one selected from the group consisting of pentylene carbonate, vinylene carbonate (VC) and fluoroethylene carbonate (FEC).

여기서, 상기 선형 카보네이트계 용매와 상기 환형 카보네이트계 용매의 유기용매 중에서 이차전지의 충방전 성능을 높일 수 있는 높은 이온전도도를 갖는 환형인 고유전율의 카보네이트계 유기용매와 상기 고유전율의 카보네이트계 유기용매의 점도를 적절하게 조절할 수 있는 점도가 낮은 선형의 카보네이트계 유기용매를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.Here, among the organic solvent of the linear carbonate-based solvent and the cyclic carbonate-based solvent, a cyclic carbonate-based organic solvent having high ionic conductivity capable of increasing the charge/discharge performance of a secondary battery and a carbonate-based organic solvent having a high dielectric constant It is preferable to use a mixture of a linear carbonate-based organic solvent having a low viscosity that can appropriately control the viscosity of

구체적으로, 상기 환형 카보네이트계 용매인 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 고유전율의 카보네이트계 유기용매와, 상기 선형 카보네이트계 용매인 디메틸카보네이트(DMC), 디에틸카보네이트(DEC), 에틸메틸카보네이트(EMC) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 저점도의 카보네이트계 유기용매를 혼합하여 사용할 수 있다.Specifically, a carbonate-based organic solvent having a high dielectric constant selected from the group consisting of ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), and mixtures thereof as the cyclic carbonate-based solvent, and dimethyl carbonate (DMC) as the linear carbonate-based solvent , diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), and a low-viscosity carbonate-based organic solvent selected from the group consisting of mixtures thereof may be mixed and used.

상기 환형 카보네이트 용매는 극성이 커서 리튬이온을 충분히 해리시킬 수 있는 반면, 점도가 커서 이온전도도가 작은 단점이 있으므로, 상기 환형 카보네이트 용매에 극성은 작지만 점도가 낮은 선형 카보네이트 용매를 혼합하여 사용함으로써 리튬이차전지의 특성을 최적화할 수 있다. The cyclic carbonate solvent has a large polarity so that it can sufficiently dissociate lithium ions, but has a disadvantage of a large viscosity and low ionic conductivity. It is possible to optimize the characteristics of the battery.

따라서, 상기 비수계 유기 용매로 상기 환형 카보네이트 용매에서 선택되는 하나 이상의 용매와 상기 선형 카보네이트 용매에서 선택되는 하나 이상의 용매를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.Accordingly, it is preferable to use a mixture of one or more solvents selected from the cyclic carbonate solvent and one or more solvents selected from the linear carbonate solvent as the non-aqueous organic solvent.

여기서, 상기 선형 카보네이트계 용매와 상기 환형 카보네이트계 용매의 혼합용매는 상기 선형 카보네이트계 용매와 상기 환형 카보네이트계 용매가 9:1 내지 1:9의 부피비로 혼합되어 사용할 수 있다.Here, the mixed solvent of the linear carbonate-based solvent and the cyclic carbonate-based solvent may be used by mixing the linear carbonate-based solvent and the cyclic carbonate-based solvent in a volume ratio of 9:1 to 1:9.

또한, 상기 선형 카보네이트계 용매와 상기 환형 카보네이트계 용매의 혼합용매는 상기 선형 카보네이트계 용매와 상기 환형 카보네이트계 용매가 2:8 내지 8:2의 부피비율로 혼합하여 사용하는 것이 전지의 수명특성과 저장특성 측면에서 가장 바람직하다.In addition, the mixed solvent of the linear carbonate-based solvent and the cyclic carbonate-based solvent is used by mixing the linear carbonate-based solvent and the cyclic carbonate-based solvent in a volume ratio of 2:8 to 8:2. It is most preferable in terms of storage characteristics.

그리고, 상기 비수계 유기용매는 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 에틸메틸카보네이트(EMC), 및 디에틸카보네이트(DEC)를 포함할 수 있다.In addition, the non-aqueous organic solvent may include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), ethylmethyl carbonate (EMC), and diethyl carbonate (DEC).

또한, 상기 비수계 유기용매는 상기 에틸렌카보네이트(EC) 10 내지 40 중량%, 상기 프로필렌카보네이트(PC) 5 내지 20 중량%, 상기 에틸메틸카보네이트(EMC) 20 내지 60 중량%, 및 상기 디에틸카보네이트(DEC) 10 내지 60 중량%를 포함할 수 있다.In addition, the non-aqueous organic solvent is 10 to 40 wt% of the ethylene carbonate (EC), 5 to 20 wt% of the propylene carbonate (PC), 20 to 60 wt% of the ethylmethyl carbonate (EMC), and the diethyl carbonate (DEC) 10 to 60% by weight.

구체적으로, 상기 환형 카보네이트계 용매 중에서는 유전율이 높은 에틸렌카보네이트 또는 프로필렌카보네이트를 사용하는데, 음극 활물질로 인조흑연이 사용되는 경우에는 상기 에틸렌카보네이트를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 선형 카보네이트계 용매 중에서는 점도가 낮은 디메틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 또는 디에틸카보네이트를 사용하는 것이 바람직하다.Specifically, among the cyclic carbonate-based solvents, ethylene carbonate or propylene carbonate having a high dielectric constant is used. When artificial graphite is used as an anode active material, it is preferable to use the ethylene carbonate, and in the linear carbonate-based solvent, viscosity It is preferable to use low dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, or diethyl carbonate.

상기 전해액을 포함한 리튬이차전지는 고온수명 특성이 우수하며, 고온저장시 내부저항(IR) 감소, 전지두께 팽창 억제 및 용량유지율이 월등하다. The lithium secondary battery including the electrolyte has excellent high-temperature life characteristics, and is excellent in reducing internal resistance (IR), suppressing battery thickness expansion, and maintaining capacity during high-temperature storage.

이하, 본 발명의 리튬이차전지를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the lithium secondary battery of the present invention will be described in detail.

본 발명의 리튬이차전지는,The lithium secondary battery of the present invention,

양극; 음극; 분리막; 및 비수성 전해액을 포함하되,anode; cathode; separator; and a non-aqueous electrolyte,

상기 양극은 리튬 복합 금속 산화물 및 리튬 올리빈형 인산염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 양극 활물질을 포함하며, The positive electrode includes at least one positive electrode active material selected from the group consisting of lithium composite metal oxide and lithium olivine-type phosphate,

상기 음극은 규소, 규소화합물, 주석, 주석 화합물, 타이타늄산리튬, 결정질 탄소, 비정질 탄소, 인조 흑연, 천연 흑연 및 인조흑연과 천연흑연 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 음극 활물질을 포함하고, The negative electrode comprises at least one negative electrode active material selected from the group consisting of silicon, a silicon compound, tin, a tin compound, lithium titanate, crystalline carbon, amorphous carbon, artificial graphite, natural graphite, and a mixture of artificial graphite and natural graphite, and ,

상기 분리막은 에틸렌 중합체, 프로필렌 중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 및 에틸렌/헥센 공중합체 중에서 선택된 적어도 어느 하나 이상의 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름 단독 또는 적층물을 포함하거나, 세라믹 또는 고분자 물질이 코팅된 코팅막을 포함하며,The separator includes a porous polymer film alone or a laminate made of at least one polyolefin-based polymer selected from an ethylene polymer, a propylene polymer, an ethylene/butene copolymer, and an ethylene/hexene copolymer, or a ceramic or polymer material is coated including a coated film,

상기 비수성 전해액은 하기 화학식 1로 표시되는 티오카르보닐 화합물;The non-aqueous electrolyte may include a thiocarbonyl compound represented by the following Chemical Formula 1;

전해액 첨가제;electrolyte additive;

리튬염; 및lithium salt; and

비수계 유기용매;를 포함하는 리튬이차전지 전해액을 포함한다.Non-aqueous organic solvent; includes a lithium secondary battery electrolyte containing.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112020058751912-pat00010
Figure 112020058751912-pat00010

(상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, R1은 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1-C6 알킬기, C3-C6 사이클로알킬기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고, R2는 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1-C6 알킬기, C3-C6 사이클로알킬기임)(In Formula 1, R1 and R2 are the same or different from each other, and R1 is each independently hydrogen, deuterium, a C1-C6 alkyl group, a C3-C6 cycloalkyl group, or a substituted or unsubstituted ring by combining with an adjacent group to form a ring, and , R2 is each independently hydrogen, deuterium, C1-C6 alkyl group, C3-C6 cycloalkyl group)

그리고, 상기 리튬이차전지의 상기 양극 활물질은 코발트, 망간, 니켈 및 철로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상을 포함할 수 있다.In addition, the positive active material of the lithium secondary battery may include at least one selected from the group consisting of cobalt, manganese, nickel, and iron.

즉, 상기 리튬이차전지는 a) 리튬을 삽입 및 탈리할 수 있는 양극 활물질을 포함하는 양극; b) 리튬을 삽입 및 탈리할 수있는 음극 활물질을 포함하는 음극; c) 분리막; 및 d) 상기 리튬이차전지용 전해액을 포함한다.That is, the lithium secondary battery includes: a) a positive electrode including a positive electrode active material capable of inserting and deintercalating lithium; b) an anode comprising an anode active material capable of intercalating and deintercalating lithium; c) a separator; and d) the electrolyte solution for the lithium secondary battery.

여기서, 상기 양극은 리튬 복합 금속 산화물 및 리튬 올리빈형 인산염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 양극 활물질을 포함한다. Here, the positive electrode includes at least one positive electrode active material selected from the group consisting of lithium composite metal oxide and lithium olivine-type phosphate.

상기 음극은 규소, 규소화합물, 주석, 주석 화합물, 타이타늄산리튬, 결정질 탄소, 비정질 탄소, 인조 흑연, 천연 흑연 및 인조흑연과 천연흑연 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 음극 활물질을 포함한다. The negative electrode includes at least one negative electrode active material selected from the group consisting of silicon, a silicon compound, tin, a tin compound, lithium titanate, crystalline carbon, amorphous carbon, artificial graphite, natural graphite, and a mixture of artificial graphite and natural graphite. .

상기 분리막은 에틸렌 중합체, 프로필렌 중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 및 에틸렌/헥센 공중합체 중에서 선택된 적어도 어느 하나 이상의 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름 단독 또는 적층물을 포함하거나, 세라믹 또는 고분자 물질이 코팅된 코팅막을 포함한다.The separator includes a porous polymer film alone or a laminate made of at least one polyolefin-based polymer selected from an ethylene polymer, a propylene polymer, an ethylene/butene copolymer, and an ethylene/hexene copolymer, or a ceramic or polymer material is coated including a coated film.

상기 비수성 전해액은 하기 화학식 1로 표시되는 티오카르보닐 화합물;The non-aqueous electrolyte may include a thiocarbonyl compound represented by the following Chemical Formula 1;

전해액 첨가제;electrolyte additive;

리튬염; 및lithium salt; and

비수계 유기용매;를 포함하는 리튬이차전지 전해액을 포함한다.Non-aqueous organic solvent; includes a lithium secondary battery electrolyte containing.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112020058751912-pat00011
Figure 112020058751912-pat00011

(상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, R1은 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1-C6 알킬기, C3-C6 사이클로알킬기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하고, R2는 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1-C6 알킬기, C3-C6 사이클로알킬기임)(In Formula 1, R1 and R2 are the same or different from each other, and R1 is each independently hydrogen, deuterium, a C1-C6 alkyl group, a C3-C6 cycloalkyl group, or a substituted or unsubstituted ring by combining with an adjacent group to form a ring, and , R2 is each independently hydrogen, deuterium, C1-C6 alkyl group, C3-C6 cycloalkyl group)

또한, 상기 리튬이차전지의 비제한적인 예로는 리튬금속이차전지, 리튬이온이차전지, 리튬폴리머이차전지 또는 리튬이온폴리머이차전지 등이 있다.In addition, non-limiting examples of the lithium secondary battery include a lithium metal secondary battery, a lithium ion secondary battery, a lithium polymer secondary battery, or a lithium ion polymer secondary battery.

상기 양극 활물질로는 코발트, 망간, 니켈에서 선택되는 최소한 1종 및 리튬과의 복합 금속 산화물인 것이 바람직하다. 상기 복합 금속 산화물의 코발트, 망간, 니켈 금속 사이의 고용율은 다양하게 이루어질 수 있으며, 이들 코발트, 망간, 니켈 금속 외에 Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, Sn, V, Ge, Ga, B, As, Zr, Mn, Cr, Fe, Sr, V 및 희토류 원소로 이루어진 군에서 선택되는 원소가 더 포함될 수 있다. The cathode active material is preferably a composite metal oxide with lithium and at least one selected from cobalt, manganese, and nickel. The solid solution ratio between cobalt, manganese, and nickel metals of the composite metal oxide may be varied, and in addition to these cobalt, manganese, and nickel metals, Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, Sn, V, Ge , Ga, B, As, Zr, Mn, Cr, Fe, Sr, V and an element selected from the group consisting of rare earth elements may be further included.

구체적으로, 상기 양극 활물질로는 LiCoO2, LiMnO2, LiMn2O4, LiNiO2 또는 LiNi1-x-yCoxMyO2(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1, M은 Al, Sr, Mg, Mn 또는 La) 등의 리튬금속산화물 또는 리튬 칼코게나이드 화합물과 같은 리튬 인터칼레이션 화합물을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 이차전지에서 양극 활물질로서 사용가능한 임의의 물질을 사용할 수 있다.Specifically, as the positive active material, LiCoO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 , or LiNi 1-xy Co x M y O 2 (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y ≤ 1, M may use a lithium intercalation compound such as a lithium metal oxide or lithium chalcogenide compound such as Al, Sr, Mg, Mn or La), but is not limited thereto, and can be used as a positive electrode active material in a secondary battery Any material may be used.

상기 양극은 집전체 및 상기 집전체상에 형성되어 있는 양극 활물질층을 포함한다. 양극 활물질층은 리튬을 흡장 및 방출할 수 있는 양극 활물질, 바인더, 도전재 등을 포함할 수 있다. The positive electrode includes a current collector and a positive electrode active material layer formed on the current collector. The cathode active material layer may include a cathode active material capable of occluding and releasing lithium, a binder, a conductive material, and the like.

상기 음극은 집전체 및 상기 집전체상에 형성되어 있는 음극 활물질층을 포함한다. 음극 활물질층은 리튬을 삽입 및 탈리할 수 있는 음극 활물질, 바인더, 도전재 등을 포함할 수 있다. 음극 활물질로는 결정질 탄소, 비정질 탄소, 탄소 복합체, 탄소섬유, 리튬금속, 리튬합금 또는 탄소-금속복합체 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 이차전지에서 음극 활물질로서 사용가능한 임의의 물질을 사용할 수 있다.The negative electrode includes a current collector and an anode active material layer formed on the current collector. The anode active material layer may include an anode active material capable of intercalating and deintercalating lithium, a binder, a conductive material, and the like. As the negative electrode active material, crystalline carbon, amorphous carbon, carbon composite material, carbon fiber, lithium metal, lithium alloy, or carbon-metal composite may be used, but is not limited thereto, and any material usable as an anode active material in a secondary battery may be used. have.

상기 양극 및/또는 음극은 전극 활물질, 바인더 및 도전재, 필요한 경우 증점제를 용매에 분산시켜 전극 슬러리 조성물을 제조한 후, 상기 슬러리 조성물을 전극 집전체에 도포하여 제조될 수 있다. 양극 집전체로는 흔히 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등을 사용할 수 있고, 음극 집전체로는 흔히 구리 또는 구리 합금 등을 사용할 수 있다.The positive electrode and/or negative electrode may be prepared by dispersing an electrode active material, a binder and a conductive material, and, if necessary, a thickener in a solvent to prepare an electrode slurry composition, and then applying the slurry composition to an electrode current collector. As the positive electrode current collector, aluminum or an aluminum alloy may be commonly used, and as the negative electrode current collector, copper or a copper alloy may be commonly used.

상기 양극 집전체 및 상기 음극 집전체의 형태로는 포일이나 메시 형태를 들 수 있다.The positive electrode current collector and the negative electrode current collector may be in the form of a foil or a mesh.

상기 바인더는 활물질의 페이스트화, 활물질의 상호 접착, 집전체와의 접착, 활물질 팽창 및 수축에 대한 완충 효과 등의 역할을 하는 물질로서, 당업자에 의해 사용될 수 있는 바인더라면 모두 가능하다. 예를 들면, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스, 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 리비닐리덴플루오라이드(PVdF), 폴리헥사플루오로프로필렌-폴리비닐리덴플루오라이드의 공중합체(PVdF/HFP)), 폴리(비닐아세테이트), 알킬레이티드폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐에테르, 폴리(메틸메타크릴레이트), 폴리(에틸아크릴레이트), 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐피리딘, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌-부타디엔 고무, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 에폭시수지, 나일론 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The binder is a material serving as a paste of the active material, mutual adhesion of the active material, adhesion to the current collector, and a buffer effect against expansion and contraction of the active material, and any binder that can be used by those skilled in the art is possible. For example, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, diacetyl cellulose, polyvinyl chloride, carboxylated polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, polyethylene oxide, polyvinyl pyrrolidone, polyurethane, Polytetrafluoroethylene, live vinylidene fluoride (PVdF), polyhexafluoropropylene-polyvinylidene fluoride copolymer (PVdF/HFP)), poly (vinyl acetate), alkylated polyethylene oxide, polyvinyl Ether, poly(methyl methacrylate), poly(ethyl acrylate), polyacrylonitrile, polyvinylpyridine, polyethylene, polypropylene, styrene-butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber , epoxy resin, nylon, etc. may be used, but is not limited thereto.

상기 도전재는 전극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 구성되는 전지에 있어서, 화학변화를 야기하지 않는 전기전도성 재료이면 어떠한 것도 사용 가능하다. 도전재로는 흑연계 도전재, 카본 블랙계 도전재, 금속 또는 금속 화합물계 도전재로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 흑연계 도전재의 예로는 인조흑연, 천연 흑연 등이 있으며, 상기 카본 블랙계 도전재의 예로는 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙(ketjen black), 덴카 블랙(denkablack), 써멀 블랙(thermal black), 채널 블랙(channel black) 등이 있으며, 상기 금속계 또는 금속 화합물계 도전제의 예로는 주석, 산화주석, 인산주석(SnPO4), 산화티타늄, 티탄산칼륨, LaSrCoO3, LaSrMnO3와 같은 페로브스카이트(perovskite) 물질이 있다. 그러나 상기 열거된 도전재에 한정되는 것은 아니다.The conductive material is used to impart conductivity to the electrode, and in the configured battery, any electrically conductive material that does not cause chemical change may be used. As the conductive material, at least one selected from the group consisting of a graphite-based conductive material, a carbon black-based conductive material, and a metal or metal compound-based conductive material may be used. Examples of the graphite-based conductive material include artificial graphite, natural graphite, and the like, and examples of the carbon black-based conductive material include acetylene black, ketjen black, denka black, thermal black, and channel black ( channel black), and the like, and examples of the metal-based or metal compound-based conductive agent include perovskite such as tin, tin oxide, tin phosphate (SnPO 4 ), titanium oxide, potassium titanate, LaSrCoO 3 , LaSrMnO 3 . there is material However, it is not limited to the above-listed conductive materials.

상기 증점제는 활물질 슬러리 점도조절의 역할을 할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 카르복시메틸 셀룰로오스, 하이드록시메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스 등이 사용될 수 있다.The thickener is not particularly limited as long as it can play a role in controlling the viscosity of the active material slurry, and for example, carboxymethyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, etc. may be used.

상기 전극 활물질, 바인더, 도전재 등이 분산되는 용매로는 비수용매 또는 수계용매가 사용된다. 상기 비수용매로는 N-메틸-2-피롤디돈(NMP), 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N,N-디메틸아미노프로필아민, 에틸렌옥사이드, 또는 테트라히드로퓨란 등을 들 수 있다.A non-aqueous solvent or an aqueous solvent is used as a solvent in which the electrode active material, binder, conductive material, and the like are dispersed. Examples of the non-aqueous solvent include N-methyl-2-pyrroldidone (NMP), dimethylformamide, dimethylacetamide, N,N-dimethylaminopropylamine, ethylene oxide, or tetrahydrofuran.

그리고, 상기 리튬이차전지는 양극 및 음극 사이에 단락을 방지하고 리튬 이온의 이동통로를 제공하는 분리막(세퍼레이터)을 포함할 수 있으며, 상기 분리막으로는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌/폴리프로필렌, 폴리에틸렌/폴리프로필렌/폴리에틸렌, 폴리프로필렌/폴리에틸렌/폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 고분자막 또는 이들의 다중막, 미세다공성 필름, 직포 및 부직포를 사용할 수 있다. 또한, 상기 분리막으로 다공성의 폴리올레핀 필름에 안정성이 우수한 수지가 코팅된 필름을 사용할 수도 있다.In addition, the lithium secondary battery may include a separator (separator) that prevents a short circuit between the positive electrode and the negative electrode and provides a passage for lithium ions to move, and the separator includes polypropylene, polyethylene, polyethylene/polypropylene, polyethylene/ Polyolefin-based polymer membranes such as polypropylene/polyethylene, polypropylene/polyethylene/polypropylene, or multilayers thereof, microporous films, woven fabrics and non-woven fabrics may be used. In addition, a film coated with a resin having excellent stability on a porous polyolefin film may be used as the separator.

그리고, 상기 리튬이차전지는 각형, 원통형, 파우치형 또는 코인형 등 여러 형상으로 이루어질 수 있다.In addition, the lithium secondary battery may be formed in various shapes, such as a square shape, a cylindrical shape, a pouch type, or a coin type.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. It should not be construed that the scope of the present invention is limited by these examples.

<합성예> O-(prop-2-yn-1-yl)-1H-imidazole-1-carbothioate(Propargyl-1H-imidazole-1-thiocarboxylate) 합성<Synthesis example> Synthesis of O-(prop-2-yn-1-yl)-1H-imidazole-1-carbothioate (Propargyl-1H-imidazole-1-thiocarboxylate)

250 mL 플라스크에 마그네틱바, 온도계를 설치하고, 1,1'-티오카보닐 디이미다졸(1,1'-Thiocarbonyldiimidazole) 13 g을 투입하였다. 합성용 유기용매로 수분 100 ppm 이하의 메틸렌클로라이드 64 g을 투입한 후 교반하고, 프로파질 알콜(Propargyl alcohol 또는 2-Propyn-1-ol) 4g을 메틸렌클로라이드 40 g으로 희석한 용액를 상온에서 서서히 적하하였다. 상기 프로파질 알콜 희석 용액을 적하 완료한 다음 1시간 동안 합성 반응을 진행한 후, 물 64 mL를 반응액에 상온에서 서서히 적하하여, 부산물 이미다졸염을 수세하여 제거하였다. 상기 물 적하가 완료되면, 반응액 중 수층과 메틸렌클로라이드 층을 분리하여, 메틸렌클로라이드 층을 동량의 물을 사용하여 1회 더 세척하고, 황산마그네슘으로 메틸렌클로라이드 층의 수분을 제거하고 진공 농축하였다. 농축한 잔사에 이소플로필에테르 10 g을 넣고 0 내지 5 ℃의 얼음중탕에서 상기 화학식 2의 O-(prop-2-yn-1-yl)-1H-imidazole-1-carbothioate 결정을 제조하였다. 상기 O-(prop-2-yn-1-yl)-1H-imidazole-1-carbothioate 결정이 생성된 반응물을 여과한 후 상기 O-(prop-2-yn-1-yl)-1H-imidazole-1-carbothioate 결정을 진공건조하여 4.75 g의 O-(prop-2-yn-1-yl)-1H-imidazole-1-carbothioate를 얻었고, 수율은 약 40 % 이였다. (1H 8.39 ppm, 1H 7.76 ppm, 1H 7.06 ppm, 2H 5.42 ppm, 1H 3.32 ppm)A magnetic bar and a thermometer were installed in a 250 mL flask, and 13 g of 1,1'-thiocarbonyldiimidazole (1,1'-Thiocarbonyldiimidazole) was added thereto. As an organic solvent for synthesis, 64 g of methylene chloride with a moisture content of 100 ppm or less is added, stirred, and a solution obtained by diluting 4 g of propargyl alcohol (or 2-Propyn-1-ol) with 40 g of methylene chloride is slowly added dropwise at room temperature. did. After the propargyl alcohol dilution solution was added dropwise and the synthesis reaction was carried out for 1 hour, 64 mL of water was slowly added dropwise to the reaction solution at room temperature, and the by-product imidazole salt was removed by washing with water. When the water drop was completed, the aqueous layer and the methylene chloride layer in the reaction solution were separated, the methylene chloride layer was washed once more with the same amount of water, the moisture in the methylene chloride layer was removed with magnesium sulfate, and the mixture was concentrated in vacuo. 10 g of isopropyl ether was added to the concentrated residue, and crystals of O-(prop-2-yn-1-yl)-1H-imidazole-1-carbothioate of Formula 2 were prepared in an ice bath at 0 to 5°C. The O-(prop-2-yn-1-yl)-1H-imidazole-1-carbothioate crystal was filtered, and then the O-(prop-2-yn-1-yl)-1H-imidazole- 1-carbothioate crystals were vacuum dried to obtain 4.75 g of O-(prop-2-yn-1-yl)-1H-imidazole-1-carbothioate, and the yield was about 40%. (1H 8.39 ppm, 1H 7.76 ppm, 1H 7.06 ppm, 2H 5.42 ppm, 1H 3.32 ppm)

<실시예 1><Example 1>

티오카르보닐 화합물이 포함된 리튬이차전지용 전해액 제조Preparation of electrolyte solution for lithium secondary battery containing thiocarbonyl compound

에틸렌카보네이트(EC) 및 에틸메틸카보네이트(EMC)의 혼합용매(EC/EMC=3/7 부피비)에 LiPF6 1.0 M이 되도록 용해한 후, 상기 혼합용액에 1.0 중량%의 플루오르에틸렌카보네이트(FEC), 1.0 중량%의 리튬디플루오로포스페이트(LiPO2F2) 및 상기 화학식 2로 표시되는 상기 합성예의 O-(prop-2-yn-1-yl) 1H-imidazole-1-carbothioate인 티오카르보닐 화합물 0.5 중량%를 첨가하여 티오카르보닐 화합물이 포함된 리튬이차전지용 전해액을 제조하였다. After dissolving LiPF 6 1.0 M in a mixed solvent of ethylene carbonate (EC) and ethylmethyl carbonate (EMC) (EC/EMC=3/7 volume ratio), 1.0 wt% of fluoroethylene carbonate (FEC) in the mixed solution, 1.0% by weight of lithium difluorophosphate (LiPO 2 F 2 ) and O-(prop-2-yn-1-yl) 1H-imidazole-1-carbothioate of the synthesis example represented by Formula 2 above, a thiocarbonyl compound By adding 0.5 wt%, an electrolyte solution for a lithium secondary battery containing a thiocarbonyl compound was prepared.

티오카르보닐 화합물이 포함된 전해액을 포함하는 리튬이차전지의 제조Preparation of lithium secondary battery containing electrolyte containing thiocarbonyl compound

Li[NixCo1-x-yMny]O2 (0<x<0.5, 0<y<0.5)를 포함하는 NCM계 양극활물질 96 중량%, 도전제로 카본블랙 2 중량%, 바인더로 폴리비닐리덴 플로라이드(PVdF) 2 중량%를 유기용매인 N-methyl 2-pyrrolidinone(NMP)에 첨가하여 양극 활물질 슬러리를 제조하였다. 상기 양극 활물질 슬러리를 집전체인 알루미늄 박막에 도포 및 건조하여 양극을 제조한 다음 롤프레스로 압연하여 양극을 준비하였다. 96 wt% of an NCM-based cathode active material containing Li[Ni x Co 1-xy Mn y ]O 2 (0<x<0.5, 0<y<0.5), 2 wt% of carbon black as a conductive agent, and polyvinylidene as a binder A cathode active material slurry was prepared by adding 2 wt% of fluoride (PVdF) to N-methyl 2-pyrrolidinone (NMP) as an organic solvent. The positive electrode active material slurry was applied to an aluminum thin film as a current collector and dried to prepare a positive electrode, and then rolled by a roll press to prepare a positive electrode.

또한, 음극 활물질로는 흑연, 바인더로 폴리비닐리덴 플로라이드(PVdF), 도전제로 카본블랙을 각각 96 중량%, 3 중량% 및 1 중량%로 유기용매 NMP에 첨가하여 음극 활물질 슬러리를 제조하였다. 상기 음극 활물질 슬러리를 음극 집전체인 구리 박막에 도포 및 건조하여 음극을 준비하였다. In addition, graphite as an anode active material, polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder, and carbon black as a conductive agent in 96 wt%, 3 wt%, and 1 wt%, respectively, were added to the organic solvent NMP to prepare an anode active material slurry. The negative electrode active material slurry was applied to a copper thin film serving as a negative electrode current collector and dried to prepare a negative electrode.

또한, 상기와 같이 제조된 양극 및 음극을 준비하고, 그 사이에 분리막을 개재시켰다. 그런 다음, 상기 분리막이 게재된 두 전극 사이에 상기 티오카르보닐 화합물이 포함된 리튬이차전지용 전해액을 주입하여 알루미늄 파우치 형태(Al-Pouch type)인 티오카르보닐 화합물이 포함된 전해액을 포함하는 리튬이차전지를 제조하였다.In addition, the positive electrode and the negative electrode prepared as described above were prepared, and a separator was interposed therebetween. Then, the electrolyte solution for a lithium secondary battery containing the thiocarbonyl compound is injected between the two electrodes on which the separator is placed, and lithium containing the electrolyte solution containing the thiocarbonyl compound which is an aluminum pouch type (Al-Pouch type) is produced. A secondary battery was manufactured.

<실시예 2><Example 2>

티오카르보닐 화합물 및 1,3-프로펜설톤이 포함된Thiocarbonyl compound and 1,3-propensultone 리튬이차전지용 전해액 제조Manufacture of electrolyte for lithium secondary battery

전해액으로 실시예 1의 리튬이차전지용 전해액 제조과정에서 1,3-프로펜설톤(1,3-propene sultone) 0.5 중량% 첨가하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1의 리튬이차전지용 전해액 제조와 동일한 방법으로 티오카르보닐 화합물 및 1,3-프로펜설톤이 포함된 리튬이차전지용 전해액을 제조하였다.Except for adding 0.5 wt% of 1,3-propene sultone in the manufacturing process of the electrolyte for a lithium secondary battery of Example 1 as an electrolyte, the same as in the preparation of the electrolyte for a lithium secondary battery of Example 1 An electrolyte solution for a lithium secondary battery containing a thiocarbonyl compound and 1,3-propenesultone was prepared by this method.

티오카르보닐 화합물 및 1,3-프로펜설톤이 포함된 전해액을 포함하는 리튬이차전지의 제조Preparation of lithium secondary battery containing electrolyte containing thiocarbonyl compound and 1,3-propensultone

전해액으로 상기 1,3-프로펜설톤이 포함된 리튬 이차전지용 전해액을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1의 리튬이차전지 제조와 동일한 방법으로 티오카르보닐 화합물 및 1,3-프로펜설톤이 포함된 전해액을 포함하는 리튬이차전지를 제조하였다.A thiocarbonyl compound and 1,3-propensultone were prepared in the same manner as in the preparation of the lithium secondary battery of Example 1, except that the electrolyte solution for a lithium secondary battery containing 1,3-propensultone was used as the electrolyte solution. A lithium secondary battery including the included electrolyte was prepared.

<비교예 1><Comparative Example 1>

티오카르보닐 화합물이 포함되지 않은Does not contain thiocarbonyl compounds 리튬이차전지용 전해액 제조Manufacture of electrolyte for lithium secondary battery

전해액으로 실시예 1의 리튬이차전지용 전해액 제조과정에서 상기 합성예의 O-(prop-2-yn-1-yl)-1H-imidazole-1-carbothioate인 티오카르보닐 화합물을 첨가하지 않는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1의 리튬이차전지용 전해액 제조와 동일한 방법으로 티오카르보닐 화합물이 포함되지 않은 리튬이차전지용 전해액을 제조하였다.Except for not adding the thiocarbonyl compound O-(prop-2-yn-1-yl)-1H-imidazole-1-carbothioate of the above synthesis example in the manufacturing process of the electrolyte solution for a lithium secondary battery of Example 1 as the electrolyte solution , An electrolyte for a lithium secondary battery that does not contain a thiocarbonyl compound was prepared in the same manner as in the preparation of the electrolyte for a lithium secondary battery of Example 1.

티오카르보닐 화합물이 포함되지 않은 전해액을 포함하는 리튬이차전지의 제조Preparation of a lithium secondary battery containing an electrolyte that does not contain a thiocarbonyl compound

전해액으로 상기 화학식 2로 표시되는 상기 합성예의 O-(prop-2-yn-1-yl) 1H-imidazole-1-carbothioate인 티오카르보닐 화합물을 첨가하지 않는 리튬이차전지용 전해액을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1의 리튬이차전지 제조와 동일한 방법으로 티오카르보닐 화합물이 포함되지 않은 전해액을 포함하는 리튬이차전지를 제조하였다.Except for using the electrolyte for a lithium secondary battery that does not add the thiocarbonyl compound that is O-(prop-2-yn-1-yl) 1H-imidazole-1-carbothioate of the synthesis example represented by Formula 2 as the electrolyte solution prepared a lithium secondary battery including an electrolyte solution not containing a thiocarbonyl compound in the same manner as in the preparation of the lithium secondary battery of Example 1.

<비교예 2><Comparative Example 2>

1,3-프로펜설톤 및 1,3-프로판설톤이 포함된1,3-propensultone and 1,3-propanesultone 리튬이차전지용 전해액 제조Manufacture of electrolyte for lithium secondary battery

전해액으로 실시예 1의 리튬이차전지용 전해액 제조과정에서 상기 합성예의 O-(prop-2-yn-1-yl) 1H-imidazole-1-carbothioate인 티오카르보닐 화합물을 첨가하지 않고, 1,3-프로펜설톤(1,3-propene sultone) 0.5 중량% 및 1,3-프로판설톤(1,3-propane sultone) 0.5 중량%를 첨가하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1의 리튬이차전지용 전해액 제조와 동일한 방법으로 1,3-프로펜설톤 및 1,3-프로판설톤이 포함된 리튬이차전지용 전해액을 제조하였다.Without adding the thiocarbonyl compound that is O-(prop-2-yn-1-yl) 1H-imidazole-1-carbothioate of the above synthesis example in the manufacturing process of the electrolyte for a lithium secondary battery of Example 1 as an electrolyte, 1,3- Except for adding 0.5 wt% of propene sultone (1,3-propene sultone) and 0.5 wt% of 1,3-propane sultone (1,3-propane sultone), the electrolyte solution for a lithium secondary battery of Example 1 An electrolyte solution for a lithium secondary battery containing 1,3-propensultone and 1,3-propanesultone was prepared in the same manner as described above.

1,3-프로펜설톤 및 1,3-프로판설톤이 포함된 전해액을 포함하는 리튬이차전지의 제조Preparation of lithium secondary battery containing electrolyte containing 1,3-propensultone and 1,3-propanesultone

전해액으로 상기 화학식 2로 표시되는 상기 합성예의 O-(prop-2-yn-1-yl) 1H-imidazole-1-carbothioate인 티오카르보닐 화합물을 첨가하지 않고, 상기 1,3-프로펜설톤 및 1,3-프로판설톤이 포함된 리튬이차전지용 전해액을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1의 리튬이차전지 제조와 동일한 방법으로 1,3-프로펜설톤 및 1,3-프로판설톤이 포함된 전해액을 포함하는 리튬이차전지를 제조하였다.Without adding the thiocarbonyl compound that is O-(prop-2-yn-1-yl) 1H-imidazole-1-carbothioate of the above synthesis example represented by Formula 2 as the electrolyte solution, the 1,3-propensultone and 1,3-propensultone and 1,3-propanesultone were included in the same manner as in the preparation of the lithium secondary battery of Example 1, except that the electrolyte solution for a lithium secondary battery containing 1,3-propanesultone was used. A lithium secondary battery containing an electrolyte solution was prepared.

하기 표 1에 실시예 및 비교예의 리튬이차전지용 전해액의 구성을 표기하였다.Table 1 below shows the composition of the electrolyte solution for lithium secondary batteries of Examples and Comparative Examples.

리튬이차전지용 전해액의 구성Composition of electrolyte for lithium secondary battery 티오카르보닐 화합물
(합성예)
Thiocarbonyl Compounds
(Synthesis example)
1,3-프로펜
설톤
1,3-propene
sulton
1,3-프로판
설톤
1,3-propane
sulton
플루오르에틸렌카보네이트
(FEC)
Fluorethylene carbonate
(FEC)
리튬디플루오로포스페이트
(LiPO2F2)
lithium difluorophosphate
(LiPO 2 F 2 )
실시예 1Example 1 ОО ОО ОО 실시예 2Example 2 ОО ОО ОО ОО 비교예 1Comparative Example 1 ОО ОО 비교예 2Comparative Example 2 ОО ОО ОО ОО

<실험예><Experimental example>

<실험예 1> 고온수명 특성 평가<Experimental Example 1> Evaluation of high temperature life characteristics

상기 실시예 및 비교예의 리튬이차전지용 전해액을 사용하여 제작한 파우치 형태의 리튬이차전지를 고온(45 ℃)에서 1C-rate로 4.2 V까지 충전 후 10 분의 휴지 시간을 갖고 1C-rate로 2.7 V까지 방전 후, 다시 10 분의 휴지시간을 가졌다. 상기 과정을 400 회 반복하여 전지의 방전용량(mAh) 및 수명효율(efficiency, %)을 측정하였으며, 하기 표 2에 측정된 전지의 방전용량 및 수명효율을 나타내었다. After charging the pouch-shaped lithium secondary battery prepared using the electrolyte for lithium secondary batteries of the above Examples and Comparative Examples at 1C-rate to 4.2 V at high temperature (45 ℃), with a rest time of 10 minutes, 2.7 V at 1C-rate After discharging to , there was a rest time of 10 minutes again. The above process was repeated 400 times to measure the battery's discharge capacity (mAh) and lifetime efficiency (efficiency, %), and Table 2 below shows the measured discharge capacity and lifetime efficiency.

리튬이차전지 방전용량 및 효율Lithium secondary battery discharge capacity and efficiency 1회
방전용량(mAh)
1 time
Discharge capacity (mAh)
400회 방전용량(mAh)400 discharge capacity (mAh)  수명효율(%)Life Efficiency (%)
실시예 1Example 1 929.6929.6 827.7827.7 89.089.0 실시예 2Example 2 942.9942.9 846.5846.5 89.889.8 비교예 1Comparative Example 1 933.2933.2 824.8824.8 88.488.4 비교예 2Comparative Example 2 943.0943.0 801.2801.2 85.085.0

상기 표 2에서 보는 바와 같이, 고온에서의 수명평가 결과, 실시예 1의 리튬이차전지가 상기 비교예 1의 리튬이차전지 대비 고온에서 수명효율이 더 우수한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 상기 실시예 2의 리튬이차전지가 상기 비교예 2의 리튬이차전지 대비 고온에서 수명효율이 더 우수한 것을 확인할 수 있었다. As shown in Table 2, as a result of the life evaluation at high temperature, it was confirmed that the lithium secondary battery of Example 1 had better life efficiency at high temperature than the lithium secondary battery of Comparative Example 1. In addition, it was confirmed that the lithium secondary battery of Example 2 had better lifetime efficiency at high temperature than the lithium secondary battery of Comparative Example 2.

따라서, 상기 실시예 1 및 실시예 2의 리튬이차전지는 상기 화학식 2로 표시되는 티오카르보닐 화합물이 포함된 전해액을 포함함에 의해, 상기 비교예 1 및 비교예 2의 리튬이차전지와 대비하여 고온에서 리튬이차전지의 수명효율이 더 우수한 것을 확인할 수 있었다. Accordingly, the lithium secondary batteries of Examples 1 and 2 include the electrolyte solution containing the thiocarbonyl compound represented by Chemical Formula 2, and thus have a higher temperature than the lithium secondary batteries of Comparative Examples 1 and 2 It was confirmed that the life efficiency of the lithium secondary battery was better.

<실험예 2> 고온 방치 후 IR, 전지두께 및 용량유지율 평가<Experimental Example 2> Evaluation of IR, battery thickness and capacity retention rate after leaving at high temperature

상기 실시예 및 비교예의 리튬이차전지용 전해액을 사용하여 제작한 파우치 형태의 리튬이차전지를 고온(60 ℃)에서 10 주간 방치 후 IR(내부저항), 전지두께 및 용량유지율을 측정하였으며 하기 표 3에 측정된 결과를 나타내었다.The lithium secondary battery in the form of a pouch prepared using the electrolyte solution for lithium secondary batteries of the above Examples and Comparative Examples was left at a high temperature (60 ° C) for 10 weeks, and then IR (internal resistance), battery thickness and capacity retention were measured. The measured results are shown.

IR (%)IR (%) 전지두께 (%)Battery thickness (%) 용량유지율 (%)Capacity retention rate (%) 실시예 1Example 1 103103 8.08.0 8484 실시예 2Example 2 7070 2.02.0 8585 비교예 1Comparative Example 1 138138 1717 6868 비교예 2Comparative Example 2 8181 2.02.0 8585

상기 표 3에서 보는 바와 같이, 고온 방치 후 IR, 전지두께 및 용량유지율 결과에서 실시예 1은 비교예 1 대비 우수한 것을 확인할 수 있었다.As shown in Table 3, it was confirmed that Example 1 was superior to Comparative Example 1 in the IR, battery thickness, and capacity retention ratio results after leaving at high temperature.

실시예 1과 비교예 1을 대비하면, 비교예 1의 리튬이차전지의 전해액에 포함된 플루오르에틸렌카보네이트(FEC)와 리튬디플루오로포스페이트(LiPO2F2)에 상기 화학식 2로 표시되는 상기 합성예의 O-(prop-2-yn-1-yl) 1H-imidazole-1-carbothioate인 티오카르보닐 화합물을 포함한 상기 실시예 1의 전해액이 포함된 상기 실시예 1의 리튬이차전지는 고온수명성능이 우수하고, 고온저장성능의 IR, 전지두께 및 용량유지율 특성 모두 우수한 것을 확인할 수 있었다.Comparing Example 1 and Comparative Example 1, the synthesis represented by Formula 2 in fluorethylene carbonate (FEC) and lithium difluorophosphate (LiPO 2 F 2 ) contained in the electrolyte of the lithium secondary battery of Comparative Example 1 The lithium secondary battery of Example 1 containing the electrolyte solution of Example 1 including the thiocarbonyl compound that is O-(prop-2-yn-1-yl) 1H-imidazole-1-carbothioate of Example 1 had high-temperature lifespan performance. It was confirmed that the IR, battery thickness, and capacity retention rate characteristics of high temperature storage performance were all excellent.

또한, 상기 표 3에서 보는 바와 같이, 고온 방치 후 IR, 전지두께 및 용량유지율 결과에서 실시예 2가 비교예 2 대비 전지두께와 용량유지율의 변화없이 IR이 더 감소하는 우수한 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.In addition, as shown in Table 3, in the IR, battery thickness and capacity retention ratio results after leaving at high temperature, Example 2 showed excellent performance in which the IR was further reduced without change in the battery thickness and capacity retention ratio compared to Comparative Example 2. there was.

실시예 2와 비교예 2를 대비하면, 비교예 2의 리튬이차전지의 전해액에 포함된 플루오르에틸렌카보네이트(FEC), 리튬디플루오로포스페이트(LiPO2F2), 1,3-프로판설톤(1,3-propane sultone) 및 1,3-프로펜설톤(1,3-propene sultone)에 1,3-프로판설톤(1,3-propane sultone) 대신 상기 화학식 2로 표시되는 상기 합성예의 O-(prop-2-yn-1-yl) 1H-imidazole-1-carbothioate인 티오카르보닐 화합물을 포함한 상기 실시예 2의 전해액이 포함된 상기 실시예 2의 리튬이차전지는 고온저장성능의 전지두께 및 용량유지율 특성 저하 없이 IR 감소로 인한 성능 향상과 고온수명성능이 우수한 것을 확인할 수 있었다.Comparing Example 2 and Comparative Example 2, fluoroethylene carbonate (FEC), lithium difluorophosphate (LiPO 2 F 2 ), 1,3-propanesultone (1) contained in the electrolyte of the lithium secondary battery of Comparative Example 2 ,3-propane sultone) and 1,3-propene sultone, instead of 1,3-propane sultone, O-( The lithium secondary battery of Example 2 containing the electrolyte of Example 2 containing the thiocarbonyl compound of prop-2-yn-1-yl) 1H-imidazole-1-carbothioate had the battery thickness and capacity of high-temperature storage performance. It was confirmed that the performance was improved due to the reduction of IR and the high temperature life performance was excellent without deterioration of the retention rate characteristics.

즉, 상기 실시예 1 및 실시예 2의 리튬이차전지는 상기 화학식 2로 표시되는 티오카르보닐 화합물이 포함된 전해액을 포함함에 의해, 상기 비교예 1 및 비교예 2의 리튬이차전지와 대비하여 고온수명성능이 우수하고, 고온저장성능의 IR, 전지두께 및 용량유지율 특성 모두 우수한 것을 확인할 수 있었다.That is, the lithium secondary batteries of Examples 1 and 2 include the electrolyte solution containing the thiocarbonyl compound represented by Chemical Formula 2, and thus have a higher temperature than the lithium secondary batteries of Comparative Examples 1 and 2 It was confirmed that the lifetime performance was excellent, and the IR, battery thickness and capacity retention characteristics of high temperature storage performance were all excellent.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.As described above in detail a specific part of the content of the present invention, for those of ordinary skill in the art, it is clear that this specific description is only a preferred embodiment, and the scope of the present invention is not limited thereby. something to do. Accordingly, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (15)

하기 화학식 2로 표시되는 O-(prop-2-yn-1-yl) 1H-imidazole-1-carbothioate(Propargyl-1H-imidazole-1-thiocarboxylate)인 티오카르보닐 화합물;
전해액 첨가제;
리튬염; 및
비수계 유기용매;를 포함하는 리튬이차전지용 전해액.
[화학식 2]
Figure 112022042481388-pat00013

A thiocarbonyl compound which is O-(prop-2-yn-1-yl) 1H-imidazole-1-carbothioate (Propargyl-1H-imidazole-1-thiocarboxylate) represented by the following formula (2);
electrolyte additive;
lithium salt; and
Non-aqueous organic solvent; Lithium secondary battery electrolyte containing.
[Formula 2]
Figure 112022042481388-pat00013

삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 티오카르보닐 화합물은 상기 리튬이차전지용 전해액 총 중량에 대하여 0.05 내지 20 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는
리튬이차전지용 전해액.
The method of claim 1,
The thiocarbonyl compound is characterized in that it is included in an amount of 0.05 to 20% by weight based on the total weight of the electrolyte for a lithium secondary battery.
Electrolyte for lithium secondary batteries.
제 1 항에 있어서,
상기 전해액 첨가제는 리튬디플루오로포스페이트(Lithium difluorophosphate), 리튬테트라플루오로(옥살레토)포스페이트(Lithium tetrafluoro(oxalate)phosphate, 리튬비스(플루오로설포닐)이미드(Lithium bis(fluorosulfonyl)imide), 1,3-프로판설톤(1,3-Propane sultone), 1,3-프로펜설톤(1,3-Propene sultone), 플루오로에틸렌카보네이트(Fluoroethylene carbonate), 비닐렌카보네이트(Vinylene Carbonate), 및 비닐에틸렌카보네이트(Vinyl Ethylene Carbonate)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는
리튬이차전지용 전해액.
The method of claim 1,
The electrolyte additive is lithium difluorophosphate (Lithium difluorophosphate), lithium tetrafluoro (oxaleto) phosphate (Lithium tetrafluoro (oxalate) phosphate, lithium bis (fluorosulfonyl) imide (Lithium bis (fluorosulfonyl) imide), 1,3-propane sultone, 1,3-propene sultone, fluoroethylene carbonate, vinylene carbonate, and vinyl Ethylene carbonate (Vinyl Ethylene Carbonate) characterized in that it comprises at least one selected from the group consisting of
Electrolyte for lithium secondary batteries.
제 1 항에 있어서,
상기 전해액 첨가제는 상기 리튬이차전지용 전해액 총 중량에 대하여 0.05 내지 20 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는
리튬이차전지용 전해액.
The method of claim 1,
The electrolyte additive is characterized in that it is included in an amount of 0.05 to 20% by weight based on the total weight of the electrolyte for a lithium secondary battery.
Electrolyte for lithium secondary batteries.
제 1 항에 있어서,
상기 리튬염은 LiPF6, LiClO4, LiAsF6, LiBF4, LiBF6, LiSbF6, LiAl04, LiAlCl4, LiClO4, LiCF3SO3, LiC4F9SO3, LiN(C2F5SO3)2, LiN(C2F5SO2)2, LiN(CF3SO2)2, 및 LiB(C2O4)2로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는
리튬이차전지용 전해액.
The method of claim 1,
The lithium salt is LiPF 6 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiBF 6 , LiSbF 6 , LiAl0 4 , LiAlCl 4 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiN(C 2 F 5 SO 3 ) 2 , LiN(C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN(CF 3 SO 2 ) 2 , and LiB(C 2 O 4 ) 2 Characterized in that it contains at least one selected from the group consisting of
Electrolyte for lithium secondary batteries.
제 1 항에 있어서,
상기 리튬염의 농도는 상기 리튬이차전지용 전해액 총량에 대하여 0.1 내지 2.0 M(mol/L)로 포함되는 것을 특징으로 하는
리튬이차전지용 전해액.
The method of claim 1,
The concentration of the lithium salt is characterized in that it is contained in 0.1 to 2.0 M (mol / L) with respect to the total amount of the lithium secondary battery electrolyte.
Electrolyte for lithium secondary batteries.
제 1 항에 있어서,
상기 비수계 유기용매는 선형 카보네이트계 용매, 환형 카보네이트계 용매 또는 이들의 혼합용매인 것을 특징으로 하는
리튬이차전지용 전해액.
The method of claim 1,
The non-aqueous organic solvent is a linear carbonate-based solvent, a cyclic carbonate-based solvent, or a mixture thereof.
Electrolyte for lithium secondary batteries.
제 8 항에 있어서,
상기 선형 카보네이트계 용매는 디메틸카보네이트(DMC), 디에틸카보네이트(DEC), 디프로필카보네이트(DPC), 에틸프로필카보네이트(EPC), 에틸메틸카보네이트(EMC) 및 메틸프로필카보네이트(MPC)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는
리튬이차전지용 전해액.
9. The method of claim 8,
The linear carbonate-based solvent is dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), ethyl propyl carbonate (EPC), ethyl methyl carbonate (EMC) and methyl propyl carbonate (MPC) from the group consisting of Characterized in that it comprises at least one or more selected
Electrolyte for lithium secondary batteries.
제 8 항에 있어서,
상기 환형 카보네이트계 용매는 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 1,2-부틸렌카보네이트(BC), 2,3-부틸렌카보네이트, 1,2-펜틸렌카보네이트, 2,3-펜틸렌카보네이트, 비닐렌카보네이트(VC) 및 플루오르에틸렌카보네이트(FEC)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는
리튬이차전지용 전해액.
9. The method of claim 8,
The cyclic carbonate-based solvent is ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), 1,2-butylene carbonate (BC), 2,3-butylene carbonate, 1,2-pentylene carbonate, 2,3-pen Characterized in that it contains at least one selected from the group consisting of tylene carbonate, vinylene carbonate (VC) and fluoroethylene carbonate (FEC).
Electrolyte for lithium secondary batteries.
제 8 항에 있어서,
상기 선형 카보네이트계 용매와 상기 환형 카보네이트계 용매의 혼합용매는 상기 선형 카보네이트계 용매와 상기 환형 카보네이트계 용매가 9:1 내지 1:9의 부피비로 혼합되는 것을 특징으로 하는
리튬이차전지용 전해액.
9. The method of claim 8,
The mixed solvent of the linear carbonate-based solvent and the cyclic carbonate-based solvent is characterized in that the linear carbonate-based solvent and the cyclic carbonate-based solvent are mixed in a volume ratio of 9:1 to 1:9
Electrolyte for lithium secondary batteries.
제 8 항에 있어서,
상기 비수계 유기용매는 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 에틸메틸카보네이트(EMC), 및 디에틸카보네이트(DEC)를 포함하는 것을 특징으로 하는
리튬이차전지용 전해액.
9. The method of claim 8,
The non-aqueous organic solvent is characterized in that it comprises ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), ethylmethyl carbonate (EMC), and diethyl carbonate (DEC).
Electrolyte for lithium secondary batteries.
제 12 항에 있어서,
상기 비수계 유기용매는 상기 에틸렌카보네이트(EC) 10 내지 40 중량%, 상기 프로필렌카보네이트(PC) 5 내지 20 중량%, 상기 에틸메틸카보네이트(EMC) 20 내지 60 중량%, 및 상기 디에틸카보네이트(DEC) 10 내지 60 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는
리튬이차전지용 전해액.
13. The method of claim 12,
The non-aqueous organic solvent is 10 to 40 wt% of the ethylene carbonate (EC), 5 to 20 wt% of the propylene carbonate (PC), 20 to 60 wt% of the ethylmethyl carbonate (EMC), and the diethyl carbonate (DEC) ) characterized in that it comprises 10 to 60% by weight
Electrolyte for lithium secondary batteries.
양극; 음극; 분리막; 및 비수성 전해액을 포함하되,
상기 양극은 리튬 복합 금속 산화물 및 리튬 올리빈형 인산염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 양극 활물질을 포함하며,
상기 음극은 규소, 규소화합물, 주석, 주석 화합물, 타이타늄산리튬, 결정질 탄소, 비정질 탄소, 인조 흑연, 천연 흑연 및 인조흑연과 천연흑연 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 음극 활물질을 포함하고,
상기 분리막은 에틸렌 중합체, 프로필렌 중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 및 에틸렌/헥센 공중합체 중에서 선택된 적어도 어느 하나 이상의 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름 단독 또는 적층물을 포함하거나, 세라믹 또는 고분자 물질이 코팅된 코팅막을 포함하며,
상기 비수성 전해액은 제1항, 및 제3항 내지 제13항 중 어느 한 항의 리튬이차전지 전해액을 포함하는
리튬이차전지.
anode; cathode; separator; and a non-aqueous electrolyte,
The positive electrode includes at least one positive electrode active material selected from the group consisting of lithium composite metal oxide and lithium olivine-type phosphate,
The negative electrode comprises at least one negative electrode active material selected from the group consisting of silicon, a silicon compound, tin, a tin compound, lithium titanate, crystalline carbon, amorphous carbon, artificial graphite, natural graphite, and a mixture of artificial graphite and natural graphite, and ,
The separator includes a porous polymer film alone or a laminate made of at least one polyolefin-based polymer selected from an ethylene polymer, a propylene polymer, an ethylene/butene copolymer, and an ethylene/hexene copolymer, or a ceramic or polymer material is coated including a coated film,
The non-aqueous electrolyte comprises the lithium secondary battery electrolyte of any one of claims 1 and 13, and
lithium secondary battery.
제 14 항에 있어서,
상기 양극 활물질은 코발트, 망간, 니켈 및 철로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는
리튬이차전지.
15. The method of claim 14,
The positive active material is characterized in that it comprises at least one selected from the group consisting of cobalt, manganese, nickel and iron.
lithium secondary battery.
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