KR100976960B1 - 공융혼합물을 포함하는 전해질 및 이를 구비한 리튬이차전지 - Google Patents
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Abstract
Description
점도 | 전도도 | 전위창 | |
합성예 1 | 82 | 1.2 | 0.45~4.5 |
대조군 1 | 62 | 1.7 | 0.6~4.7 |
대조군 2 | 100 | 1.1 | 0.7~4.9 |
초기 두께(mm) | 후기 두께(mm) | 증가량(%) | |
제조예 | 3.86 | 3.90 | 1.0% |
대조군 4 | 3.85 | 4.43 | 15.0% |
Claims (18)
- (a) 하기 화학식 1로 표시되는 알콕시 알킬기 함유 아미드 화합물 및 이온화 가능한 리튬염으로 구성된 공융혼합물(eutectic mixture); 및(b) 다수의 알루미나 미립자를 포함하는 전해질.<화학식 1>상기 화학식 1에 있어서,R, R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소, 할로겐 및 탄소수가 1 내지 20인 알킬기, 알킬아민기, 알케닐기 및 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이되, 이 중 적어도 하나는 CH3-(CH2)p-O(CH2)q로 표시되는 알콕시 알킬기로서, p는 0 내지 8의 정수이며, q는 1 내지 8의 정수이고,X는 탄소, 규소, 산소, 질소, 인, 황 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나로서, i) X가 수소이면 m은 0이고, ii) X가 산소 또는 황이면 m은 1이고, ⅲ) X가 질소 또는 인이면 m은 2이고, ⅳ) X가 탄소 또는 규소이면 m은 3이다.
- 제 1항에 있어서, 상기 알콕시 알킬기 함유 아미드 화합물은 N-메톡시에틸 메틸카바메이트, N-메톡시에틸-N-메틸 메틸카바메이트, N-메톡시메틸-N-메틸 메틸카바메이트, N,N-디메틸 메톡시 에틸 카바메이트, N-메틸-N-메톡시에틸 메톡시에틸 카바메이트, N-메틸-N-메톡시에틸 메톡시메틸 카바메이트, N-메톡시에틸카프로락탐 및 N-메톡시에틸 옥사졸리디논으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전해질.
- 제 1항에 있어서, 상기 리튬염의 음이온은 F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, N(CN)2 -, BF4 -, ClO4 -, PF6 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, CF3SO3 -, CF3CF2SO3 -, (CF3SO2)2N-, (FSO2)2N- , CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3CO2 -, CH3CO2 - , SCN- 및 (CF3CF2SO2)2N-로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전해질.
- 제 1항에 있어서, 상기 공융혼합물은 상기 알콕시 알킬기 함유 아미드 화합물과 리튬염의 몰비가 1 내지 8 : 1인 것을 특징으로 하는 전해질.
- 제 1항에 있어서, 상기 알루미나 미립자의 함량은 전해질 총 중량을 기준으로 0.1 내지 20중량%인 것을 특징으로 하는 전해질.
- 제 1항에 있어서, 상기 알루미나 미립자의 평균입경은 10 내지 100nm인 것을 특징으로 하는 전해질.
- 제 1항에 있어서, 상기 공융혼합물 보다 높은 전위(Li/Li+)에서 환원되어 부동화 막을 형성할 수 있는 제 1 화합물, 양극 전위 보다 높은 산화 전위를 가져 과충전 전류를 소모하는 제 2 화합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전해질.
- 제 7항에 있어서, 상기 제 1 화합물은 비닐렌카보네이트, 에틸렌설파이트, N-아세틸 락탐, 12-크라운-4, 18-크라운-6, 카테콜카보네이트 및 메틸클로로포르메이트로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전해질.
- 제 7항에 있어서, 상기 제 2 화합물은 페로센 유도체, 트리아졸륨염, 이미다졸륨염, 트리시아노벤젠, 테트라시나노퀴노디메탄, 벤젠 유도체, 피로카보네이트 및 시클로헥실벤젠으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전해질.
- 제 1항에 있어서, 상기 전해질은 폴리머 전해질인 것을 특징으로 하는 전해질.
- 제 10항에 있어서, 상기 폴리머 전해질은 (i) 상기 공융혼합물 및 (ii) 중합반응에 의해 폴리머를 형성할 수 있는 단량체(monomer)를 함유하는 전구체 용액의 중합에 의해 형성된 겔상의 폴리머 전해질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전해질.
- 제 11항에 있어서, 상기 단량체는 비닐 모노머인 것을 특징으로 하는 전해질.
- 제 12항에 있어서, 상기 비닐 모노머는 아크릴로니트릴, 메틸메타크릴레이트, 메닐아크릴레이트, 메타크릴로니트닐, 메틸스티렌, 비닐에스테르류, 염화비닐, 염화비닐리덴, 아크릴아마이드, 테트라플루오로에틸렌, 비닐아세테이트, 비닐크로라이드, 메틸비닐케톤, 에틸렌, 스티렌, 파라메톡시스티렌 및 파라시아노스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전해질.
- 제 11항에 있어서, 상기 전구체 용액 내의 공융혼합물과 모노머의 함량비는 0.5~0.95 : 0.05~0.5인 것을 특징으로 하는 전해질.
- 제 11항에 있어서, 상기 겔상의 폴리머 전해질은 전기 화학 소자 내부에서 In-situ 중합하여 제조된 것을 특징으로 하는 전해질.
- 제 10항에 있어서, 상기 폴리머 전해질은 상기 공융혼합물이 폴리머에 함침된 것을 특징으로 하는 전해질.
- 제 16항에 있어서, 상기 폴리머는 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리비닐리덴 디플루라이드, 폴리비닐 클로라이드, 폴리에틸렌 옥사이드 및 폴리하이드록시에틸메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전해질.
- 양극, 음극 및 전해질을 포함하는 전기화학소자에 있어서,상기 전해질은 제1항 내지 제17항 중 어느 한 향의 전해질인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
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