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KR20150014185A - 이차전지용 액체 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 - Google Patents

이차전지용 액체 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 Download PDF

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KR20150014185A
KR20150014185A KR1020130089533A KR20130089533A KR20150014185A KR 20150014185 A KR20150014185 A KR 20150014185A KR 1020130089533 A KR1020130089533 A KR 1020130089533A KR 20130089533 A KR20130089533 A KR 20130089533A KR 20150014185 A KR20150014185 A KR 20150014185A
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trimethylsilyl
phosphate
secondary battery
bis
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김일홍
이경미
유성훈
김경호
하회진
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 리튬염, 비수계 용매 및 트리알킬실릴기를 포함하는 유기실란을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 액체 전해질을 제공한다.

Description

이차전지용 액체 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 {Liquid Electrolyte for Secondary Battery and Lithium Secondary Battery Containing the Same}
본 발명은 이차전지용 액체 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다.
화석연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 원자력, 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전력저장장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.
특히, 리튬 이차전지의 경우, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 수요가 급격히 증가하고 있고, 최근에는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV)의 동력원으로서의 사용이 실현화되고 있으며, 그리드(Grid)화를 통한 전력 보조전원 등의 용도로도 사용영역이 확대되고 있다.
리튬 이차전지는 전극 집전체 상에 각각 활물질이 도포되어 있는 양극과 음극 사이에 다공성의 분리막이 개재된 전극조립체에 리튬염을 포함하는 비수계 전해액이 함침되어 있는 구조로 이루어져 있는 것이 일반적이다.
이러한 리튬 이차전지는 일반적으로 양극 활물질로 리튬 코발트계 산화물, 리튬 망간계 산화물, 리튬 니켈계 산화물 등의 금속 산화물과 음극 활물질로 탄소 재료를 사용하며, 음극과 양극 사이에 폴리올레핀계 다공성 분리막을 개재하고, LiPF6 등의 리튬염을 가진 비수성 전해액을 함침시켜 제조된다.
충전 시에는 양극 활물질의 리튬 이온이 방출되어 음극의 탄소 층으로 삽입되고, 방전시에는 탄소 층의 리튬 이온이 방출되어 양극 활물질로 삽입되며, 비수성 전해액은 음극과 양극 사이에서 리튬 이온을 이동시키는 매질 역할을 한다.
최근에는 전극 활물질로서 종래 사용하는 재료를 벗어나, 스피넬 구조의 리튬 망간계 금속 산화물을 양극 활물질에 사용하는 것에 대한 연구가 많이 진행되고 있다.
전극-전해질 간의 계면 반응은 리튬 이차전지에 사용되는 전극 소재 및 전해질의 종류에 따라 달라진다. 따라서, 전극 소재의 변화에 따른 전해액 기술의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은, 전도성이 향상되는 효과가 있는 이차전지용 액체 절해질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제공하는 것이다.
따라서, 본 발명의 비제한적인 예에서 이차전지용 액체 전해질은, 리튬염, 비수계 용매 및 트리알킬실릴기를 포함하는 유기실란을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 리튬염은, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, LiSCN, LiC(CF3SO2)3, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 비수계 용매는, 프로필렌카르보네이트(PC), 에틸렌카르보네이트(EC), 비닐렌카르보네이트(VC), 디에틸카르보네이트(DEC), 디메틸카르보네이트(DMC), 메틸에틸카르보네이트(MEC), 에틸메틸카르보네이트(EMC), 테트라하이드로푸란(THF), 2-메틸테트라하이드로푸란(2MeTHF), 디옥솔란(DOX), 디메톡시에탄(DME), 디에톡시에탄(DEE), γ-부티로락톤(GBL), 아세토니트릴(AN), 술포란으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 트리알킬실릴기를 포함하는 유기실란은, 트리스(트리메틸실릴)포스페이트, 트리스(트리에틸실릴)포스페이트, 트리스(비닐디메틸실릴)포스페이트, 트리스(트리메틸실릴)보레이트, 트리스(트리에틸실릴)보레이트, 트리스(비닐디메틸실릴)보레이트, 트리스(트리프로필실릴)보레이트, 비스(트리메틸실릴)메틸포스페이트, 비스(트리메틸실릴)에틸포스페이트, 비스(트리메틸실릴)-n-프로필포스페이트, 비스(트리메틸실릴)-i-프로필포스페이트, 비스(트리메틸실릴)-n-부틸포스페이트, 비스(트리메틸실릴)트리클로로에틸포스페이트, 비스(트리메틸실릴)트리플루오로에틸포스페이트, 비스(트리메틸실릴)펜타플루오로프로필포스페이트, 비스(트리메틸실릴)페닐포스페이트, 디메틸트리메틸실릴포스페이트, 디에틸트리메틸실릴포스페이트, 디-n-프로필트리메틸실릴포스페이트, 디-i-프로필트리메틸실릴포스페이트, 디-n-부틸트리메틸실릴포스페이트, 비스(트리클로로에틸)트리메틸실릴포스페이트, 비스(트리플루오로에틸)트리메틸실릴포스페이트, 비스(펜타플루오로프로필)트리메틸실릴포스페이트, 디페닐트리메틸실릴포스페이트로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 트리알킬실릴기를 포함하는 유기실란은, 액체 전해질의 전체 중량 대비 2 중량% 이상 내지 6 중량% 이하의 범위 내에서 포함될 수 있다.
상기 트리알킬실릴기를 포함하는 유기실란은, 액체 전해질의 전체 중량 대비 3 중량% 이상 내지 5 중량% 이하의 범위 내에서 포함될 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 액체 전해질 및 양극 활물질로서, 하기 화학식 (1)로 표현되는 화합물과 하기 화학식 (2)로 표현되는 화합물 중에서 선택된 하나 이상의 리튬 금속 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지를 제공할 수 있다.
LixMyMn2-yO4-zAz (1)
상기 식에서,
0.9≤x≤1.2, 0<y<2, 0≤z<0.2이고;
M은 Al, Mg, Ni, Co, Fe, Cr, V, Ti, Cu, B, Ca, Zn, Zr, Nb, Mo, Sr, Sb, Si, Ga, Sn, P, Sb, Ta, W, Ti 및 Bi로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소이며;
A는 -1 또는 -2가의 하나 이상의 음이온이다.
(1-x)LiM’O2-yAy -xLi2MnO3-y’Ay’ (2)
상기 식에서,
M’은 MnaMb이고;
M은 Ni, Ti, Co, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zr, Zn 및 2주기 전이금속들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이며;
A는 PO4, BO3, CO3, F 및 NO3의 음이온으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이고,
0<x<1; 0≤y≤0.02; 0≤y’≤0.02; 0.5≤a≤1.0; 0≤b≤0.5; a + b = 1 이다.
상기 리튬 이차전지는, 음극 활물질로서, 탄소계 물질, 및/또는 Si을 포함할 수 있다.
상기 리튬 이차전지는, 리튬 이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지, 리튬 폴리머 전지로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 리튬 이차전지를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩을 제공할 수 있다.
또한, 상기 전지팩을 에너지원으로 사용하는 것을 특징으로 하는 디바이스를 제공할 수 있다.
본 발명은, 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 고분자 막을 개재시킨 구조의 전극 조립체를 전지 케이스에 수납하고 상기 액체 전해질을 주입한 후 밀봉한 구조의 리튬 이차전지를 제공한다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전극은 양극일 수 있다.
일반적으로, 상기 양극은 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물인 전극 합제를 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.
상기 양극 활물질은, 상기 화학식 1 및 2 로 표현되는 전극 활물질 외에, 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; LiNixMn2-xO4로 표현되는 스피넬 구조의 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 포함할 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 양극 집전체는 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테리인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.
상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.
한편, 상기 탄성을 갖는 흑연계 물질이 도전재로 사용될 수 있고, 상기 물질들과 함께 사용될 수도 있다.
상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.
상기 음극은 음극 집전체 상에 음극 활물질을 도포, 건조 및 프레싱하여 제조되며, 필요에 따라 상기에서와 같은 도전재, 바인더, 충진제 등이 선택적으로 더 포함될 수 있다.
상기 음극 활물질은, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe’yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me’: Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, and Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료; 티타늄 산화물; 리튬 티타늄 산화물 등을 사용할 수 있고, 상세하게는 탄소계 물질 및/또는 Si을 포함할 수 있다.
상기 음극 집전체는 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.
상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.
본 발명은, 상기 이차전지를 단위전지로 포함하는 전지모듈, 상기 전지모듈을 포함하는 전지팩, 및 상기 전지팩을 전원으로 포함하는 디바이스를 제공한다.
이 때, 상기 디바이스의 구체적인 예로는, 전지적 모터에 의해 동력을 받아 움직이는 파워 툴(power tool); 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등을 포함하는 전기차; 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter)를 포함하는 전기 이륜차; 전기 골프 카트(electric golf cart); 전력저장용 시스템 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지용 액체 전해질은, 전도성이 향상되는 효과가 있는 이차전지용 액체 절해질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제공할 수 있다.
도 1은 실험예 1에 따른 챔버에서의 사이클 특성을 비교한 그래프이다;
도 2는 실험예 2에 따른 챔버에서의 저항 특성을 비교한 그래프이다;
도 3은 실험예 3에 따른 챔버에서의 사이클 특성을 비교한 그래프이다.
이하에서는 실시예를 통해 본 발명의 내용을 상술하지만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
천연흑연, 도전재(Denka black), 바인더(PVdF)를 90 : 5 : 5 의 중량비로 NMP에 넣고 믹싱하여 음극 합제를 제조하고, 20 ㎛ 두께의 구리 호일에 상기 음극 합제를 60 ㎛ 두께로 코팅한 후, 압연 및 건조하여 음극을 제조하였다.
양극으로는 Li1.2Ni0.14Mn0.52M0.14O2를 활물질로 사용하고 도전재(Denka black), 바인더(PVdF)를 각각 90 : 5 : 5 의 중량비로 NMP에 넣고 믹싱한 후 20 ㎛ 두께의 알루미늄 호일에 코팅하고, 압연 및 건조하여 양극을 제조하였다.
이렇게 제조된 음극과 양극 사이에 분리막으로서 폴리에틸렌 막(Celgard, 두께: 20 ㎛)을 개재한 후, EC/EMC = 1/2 (vol%) 용매에 LiPF6가 1M로 녹아 있고, 포스페이트계 첨가제로서 트리스(메틸실릴)포스페이트가 전해액 전체 중량을 기준으로 4 중량% 첨가된 액체 전해액을 주입하여, 파우치 전지를 제조하였다.
<비교예 1>
상기 실시예 1에서, 트리스(메틸실릴)포스페이트가 전해액 전체 중량을 기준으로 2 중량% 첨가된 액체 전해액을 주입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 파우치 전지를 제조하였다.
<비교예 2>
상기 실시예 1에서, 트리스(메틸실릴)포스페이트가 전해액 전체 중량을 기준으로 0.5 중량% 첨가된 액체 전해액을 주입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 파우치 전지를 제조하였다.
<비교예 3>
상기 실시예 1에서, 트리스(메틸실릴)포스페이트가 첨가되지 않은 액체 전해액을 주입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 파우치 전지를 제조하였다.
<실험예 1>
상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 파우치 전지를 45℃ 챔버에서 4.35V - 2.5V 의 조건으로 C-rate 충방전을 진행한 후 용량을 확인하여, 그 결과를 하기 도 1에 나타내었다.
도 1 에 따르면, 실시예 1의 전지는 비교예 1 내지 3의 전지에 비하여 충방전에 따른 급격한 성능 저하를 방지할 수 있음을 알 수 있다.
<실험예 2>
상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 파우치 전지를 45℃ 챔버에서 4.35V - 2.5V 의 조건으로 충방전하는 과정을 200회 반복 수행한 후, 100사이클마다 초기 저항을 기준으로 SOC 50 에서 저항 증가율을 측정하였으며, 그 결과를 하기 도 2에 나타내었다.
도 2 에 따르면, 실시예 1의 전지는 비교예 1 내지 3의 전지에 비하여 저항의 증가율이 매우 낮은 것으로 관찰되었다. 따라서, 실시예 1의 전지는 적정량의 트리스(메틸실릴)포스페이트를 포함함으로써, 망간 용출에 따른 음극의 저항 증가 및 수소가스 발생으로 인해 리튬 이차전지의 내부 저항이 크게 증가하지 않는 것을 알 수 있다.
<실험예 3>
상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 파우치 전지를 45℃ 챔버에서 4.35V - 2.5V의 조건으로 200사이클의 충방전 과정을 반복한 후 100사이클마다 0.5C 용량을 측정하였고, 그 결과를 하기 도 3에 나타내었다.
도 3 에 따르면, 실시예 1의 전지는 비교예 1 내지 3의 전지에 비하여 충방전에 따른 급격한 성능 저하를 방지할 수 있음을 알 수 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕을 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (11)

  1. 리튬염;
    비수계 용매; 및
    트리알킬실릴기를 포함하는 유기실란;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 액체 전해질.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 리튬염은, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, LiSCN, LiC(CF3SO2)3, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 액체 전해질.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 비수계 용매는, 프로필렌카르보네이트(PC), 에틸렌카르보네이트(EC), 비닐렌카르보네이트(VC), 디에틸카르보네이트(DEC), 디메틸카르보네이트(DMC), 메틸에틸카르보네이트(MEC), 에틸메틸카르보네이트(EMC), 테트라하이드로푸란(THF), 2-메틸테트라하이드로푸란(2MeTHF), 디옥솔란(DOX), 디메톡시에탄(DME), 디에톡시에탄(DEE), γ-부티로락톤(GBL), 아세토니트릴(AN), 술포란으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 액체 전해질.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 트리알킬실릴기를 포함하는 유기실란은,
    트리스(트리메틸실릴)포스페이트, 트리스(트리에틸실릴)포스페이트, 트리스(비닐디메틸실릴)포스페이트, 트리스(트리메틸실릴)보레이트, 트리스(트리에틸실릴)보레이트, 트리스(비닐디메틸실릴)보레이트, 트리스(트리프로필실릴)보레이트, 비스(트리메틸실릴)메틸포스페이트, 비스(트리메틸실릴)에틸포스페이트, 비스(트리메틸실릴)-n-프로필포스페이트, 비스(트리메틸실릴)-i-프로필포스페이트, 비스(트리메틸실릴)-n-부틸포스페이트, 비스(트리메틸실릴)트리클로로에틸포스페이트, 비스(트리메틸실릴)트리플루오로에틸포스페이트, 비스(트리메틸실릴)펜타플루오로프로필포스페이트, 비스(트리메틸실릴)페닐포스페이트, 디메틸트리메틸실릴포스페이트, 디에틸트리메틸실릴포스페이트, 디-n-프로필트리메틸실릴포스페이트, 디-i-프로필트리메틸실릴포스페이트, 디-n-부틸트리메틸실릴포스페이트, 비스(트리클로로에틸)트리메틸실릴포스페이트, 비스(트리플루오로에틸)트리메틸실릴포스페이트, 비스(펜타플루오로프로필)트리메틸실릴포스페이트, 디페닐트리메틸실릴포스페이트로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 액체 전해질.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 트리알킬실릴기를 포함하는 유기실란은, 액체 전해질의 전체 중량 대비 2 중량% 이상 내지 6 중량% 이하의 범위 내에서 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 액체 전해질.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 트리알킬실릴기를 포함하는 유기실란은, 액체 전해질의 전체 중량 대비 3 중량% 이상 내지 5 중량% 이하의 범위 내에서 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 액체 전해질.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 하나에 따른 액체 전해질; 및
    양극 활물질로서, 하기 화학식 (1)로 표현되는 화합물과 하기 화학식 (2)로 표현되는 화합물 중에서 선택된 하나 이상의 리튬 금속 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지:

    LixMyMn2-yO4-zAz (1)
    상기 식에서,
    0.9≤x≤1.2, 0<y<2, 0≤z<0.2이고;
    M은 Al, Mg, Ni, Co, Fe, Cr, V, Ti, Cu, B, Ca, Zn, Zr, Nb, Mo, Sr, Sb, Si, Ga, Sn, P, Sb, Ta, W, Ti 및 Bi로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소이며;
    A는 -1 또는 -2가의 하나 이상의 음이온이다.


    (1-x)LiM’O2-yAy -xLi2MnO3-y’Ay’ (2)
    상기 식에서,
    M’은 MnaMb이고;
    M은 Ni, Ti, Co, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zr, Zn 및 2주기 전이금속들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이며;
    A는 PO4, BO3, CO3, F 및 NO3의 음이온으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이고,
    0<x<1; 0≤y≤0.02; 0≤y’≤0.02; 0.5≤a≤1.0; 0≤b≤0.5; a + b = 1 이다.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 리튬 이차전지는, 음극 활물질로서, 탄소계 물질, 및/또는 Si을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 리튬 이차전지는, 리튬 이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지, 리튬 폴리머 전지로 이루어진 군에서 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
  10. 제 7 항에 따른 리튬 이차전지를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  11. 제 10 항에 따른 전지팩을 에너지원으로 사용하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
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