리튬 이차전지용 전해액 첨가제 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
ELECTROLYTE ADDITIVES FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY AND LITHIUM SECONDARY BATTERY COMPRISING SAME
특허 요약
본 발명은 리튬 이차전지용 전해액 첨가제 및 이를 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 리튬 이차전지용 과니켈형 양극 소재의 계면 안정성을 향상시키고, 우수한 전기화학적 성능과 함께 증가된 사이클 보존율을 구현할 수 있는 리튬 이차전지를 제공할 수 있고, 별도의 추가 공정 없이도 기존 리튬 이차전지에 간편하게 적용되어 향상된 성능을 구현할 수 있어 경제적인 측면에서 매우 유리하다.
청구항
번호청구항
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제 1항에 있어서,상기 화학식1 및 화학식2에서, 상기 R1 내지 R6은 각각 독립적으로 CH3-xFx이고, 상기 x는 3이고; 상기 R7은 카르복실기인, 리튬 이차전지용 전해액 첨가제.

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제 1항에 있어서,상기 폴리이미드 공중합체의 중량평균분자량은 10,000 내지 200,000g/mol인, 리튬 이차전지용 전해액 첨가제.

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하기 화학식1 및 화학식2의 반복단위를 포함하는 폴리이미드 공중합체를 포함하는 리튬 이차전지용 전해액 첨가제:[화학식1][화학식2]상기 화학식1 및 화학식2에서,R1 내지 R6은 각각 독립적으로 CH3-xFx 또는 F이고, 상기 x는 1 내지 3에서 선택되는 정수이고;R7은 카르복실기, 히드록시기, 술폰산기, 인산기 또는 산무수물기이고;a 및 b는 각 반복단위에 대한 몰분율로 0003c#a003c#1, 0003c#b003c#1이고, a+b=1이다.

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과니켈형 양극재료를 포함하는 양극;음극재료를 포함하는 음극; 및리튬염, 비수성 유기용매 및 제 1항의 리튬 이차전지용 전해액 첨가제를 포함하는 전해액; 을 포함하는 리튬 이차전지.

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제 4항에 있어서,상기 전해액은,총 중량을 기준으로, 상기 리튬 이차전지용 전해액 첨가제를 0.01 내지 10중량%로 포함하는 것인, 리튬 이차전지.

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제 4항에 있어서,상기 비수성 유기용매는,환형 카보네이트계 용매, 선형 카보네이트계 용매 또는 이들의 조합인, 리튬 이차 전지.

7

제 4항에 있어서,상기 전해액은,LiPF6, LiBF4, LiClO4, LiSbF6, LiAsF6, LiN(SO2C2F5)2, LiN(CF3SO2)2, LiN(SO3C2F5)2, LiN(SO2F)2, LiCF3SO3, LiC4F9SO3, LiC6H5SO3, LiSCN, LiAlO2, LiAlCl4, LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(여기서, x 및 y는 각각 독립적으로 자연수임), LiCl, LiI 및 LiB(C2O4)2에서 선택되는 하나 이상의 리튬염; 및에틸렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트 및 에틸메틸카보네이트에서 선택되는 하나 이상의 비수성 유기용매; 를 포함하는 것인, 리튬 이차전지.

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제 4항에 있어서,상기 과니켈형 양극재료는,리튬니켈코발트망간옥사이드, 리튬니켈코발트옥사이드, 리튬니켈코발트알루미늄옥사이드 및 리튬니켈옥사이드에서 선택되는 것인, 리튬 이차전지.

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제 4항에 있어서,상기 과니켈형 양극재료가,니켈이 50 내지 100중량%로 포함된 것인, 리튬 이차전지.

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제 4항에 있어서,상기 과니켈형 양극재료는,하기 화학식A로 표시되는 삼성분계 층상구조 산화물인, 리튬 이차전지:[화학식A]LiNixCoyMnzO2상기 화학식A에서,0.5 ≤ x ≤ 1.0, 0 ≤ y ≤ 0.4 및 0 ≤ z ≤ 0.4이다.

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제 4항에 있어서,상기 음극재료는,리튬계 재료, 탄소계 재료, 실리콘계 재료 또는 주석계 재료인, 리튬 이차전지.

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제 4항에 있어서,하기 측정방법에 의해 측정한 사이클 보존율(H)이 75%이상인, 리튬 이차전지:[측정방법]리튬 금속을 상대전극으로 한 하프셀로 25℃에서 충방전시험을 수행하면서(2.7V 방전전압 컷오프, 4.4V 충전전압 컷오프의 전압범위에서 0.2C로 측정), 초기 방전용량 대비 100 사이클에서의 방전용량을 백분율값으로 계산함.

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제 12항에 있어서,하기 측정방법에 의해 측정한 사이클 보존율(F)이 75%이상인, 리튬 이차전지:[측정방법]흑연 금속을 상대전극으로 한 풀셀로 45℃에서 충방전시험을 수행하면서(2.7V 방전전압 컷오프, 4.35V 충전전압 컷오프의 전압범위에서 0.2C로 측정), 초기 방전용량 대비 30 사이클에서의 방전용량을 백분율값으로 계산함.

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제 4항에 있어서,상기 리튬 이차전지는,충방전 사이클 후, 상기 양극 표면상에 SEI피막이 형성되는 것인, 리튬 이차전지.