KR101940168B1 - Lithium metal battery - Google Patents

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Abstract

리튬 금속 및 리튬 합금에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 음극, 양극, 전해액, 및 분리막을 포함하는 리튬 금속 전지로, 상기 전해액은 에터계 용매 및 플루오로에터를 포함하고, 하기 식 1로 표시되는 분리막의 성능 지표가 0.7보다 크고 1.5보다 작은 리튬 금속 전지에 관한 것이다.
[식 1]

Figure 112016045418216-pat00004

식 1에서, 상기 두께는 분리막의 두께 (㎛)이고, 상기 저항은 분리막과 전해액만으로 제작된 코인셀에 대해 전기화학 임피던스 분광 분석 장비를 이용하여 측정한 저항 값 (ohm)이고, 상기 면적은 CR2032 코인셀에 적용되는 분리막의 면적 (mm2)이고, 상기 통기도는 100 cc의 공기가 분리막을 통과하는데 걸리는 시간을 측정한 값 (sec/100cc)이다. 1. A lithium metal battery comprising a cathode, an anode, an electrolyte, and a separator comprising at least one selected from a lithium metal and a lithium alloy, wherein the electrolyte contains an ether solvent and a fluoroether, Wherein the separator has a performance index greater than 0.7 and less than 1.5.
[Formula 1]
Figure 112016045418216-pat00004

The resistance is a resistance value (ohm) measured using an electrochemical impedance spectroscopic analyzer for a coin cell made of only a separator and an electrolytic solution, and the area is CR2032 (Mm < 2 >) of the separation membrane applied to the coin cell, and the air permeability is a value (sec / 100cc) obtained by measuring the time taken for air of 100 cc to pass through the separation membrane.

Description

리튬 금속 전지 {LITHIUM METAL BATTERY}Lithium metal battery {LITHIUM METAL BATTERY}

리튬 금속 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium metal battery.

리튬 금속 전지는 음극으로 리튬 금속이나 리튬 합금을 사용하는 전지로, 매우 높은 에너지 용량을 가지고 있어 고에너지 밀도 전지로 이상적인 소재이다. 그러나 리튬 금속 전지는 리튬 음극 표면의 불균일한 전류 분포로 인해 특정 부위에만 리튬이 퇴적되어 수지상 석출물인 리튬 덴드라이트(dendrite)가 형성될 수 있다. 이러한 리튬 덴드라이트는 양극에 도달하여 전지를 단락시키거나 폭발시킬 위험이 있다. 이러한 리튬 금속 전지의 안전성의 문제와 용량 감소 문제를 해결할 수 있는 분리막과 전해액 등에 대한 개발이 요구된다. Lithium metal batteries use lithium metal or lithium alloy as the cathode and have an extremely high energy capacity, making them ideal materials for high energy density cells. However, due to the non-uniform current distribution of the surface of the lithium anode, lithium may be deposited only in a specific region of the lithium metal battery to form lithium dendrite, which is a dendritic precipitate. Such a lithium dendrite reaches the anode, and there is a risk of shorting or exploding the battery. Development of separators, electrolytes, and the like that can solve the problems of safety and capacity reduction of such lithium metal batteries is required.

내부 단락이 억제되고 안전성과 수명특성이 향상된 리튬 금속 전지를 제공한다.The present invention provides a lithium metal battery in which an internal short circuit is suppressed and safety and lifetime characteristics are improved.

일 구현예에서는 리튬 금속 및 리튬 합금에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 음극, 양극, 전해액, 및 분리막을 포함하고, 상기 전해액은 에터계 용매 및 플루오로에터를 포함하고, 하기 식 1로 표시되는 분리막의 성능 지표가 0.7보다 크고 1.5보다 작은 리튬 금속 전지를 제공한다.In one embodiment, the battery includes a cathode, an anode, an electrolyte, and a separator including at least one selected from a lithium metal and a lithium alloy, and the electrolyte includes an ether-based solvent and a fluoroether, The performance of the separator is greater than 0.7 and less than 1.5.

[식 1][Formula 1]

Figure 112016045418216-pat00001
Figure 112016045418216-pat00001

식 1에서, 상기 두께는 분리막의 두께 (㎛)이고, 상기 저항은 분리막과 전해액만으로 제작된 코인셀에 대해 전기화학 임피던스 분광 분석 장비를 이용하여 측정한 저항 값 (ohm)이고, 상기 면적은 CR2032 코인셀에 적용되는 분리막의 면적 (mm2)이고, 상기 통기도는 100 cc의 공기가 분리막을 통과하는데 걸리는 시간을 측정한 값 (sec/100cc)이다.The resistance is a resistance value (ohm) measured using an electrochemical impedance spectroscopic analyzer for a coin cell made of only a separator and an electrolytic solution, and the area is CR2032 (Mm < 2 >) of the separation membrane applied to the coin cell, and the air permeability is a value (sec / 100cc) obtained by measuring the time taken for air of 100 cc to pass through the separation membrane.

일 구현예에 따른 리튬 금속 전지는 내부 단락이 억제되고 안전성과 수명 특성 등이 우수하다.The lithium metal battery according to one embodiment is excellent in safety and life span characteristics by suppressing internal short circuit.

도 1은 일 구현예에 따른 리튬 금속 전지의 적층 구조를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 2는 실시예 및 비교예의 리튬 금속 전지에 대한 수명 특성 평가 그래프이다.1 is a schematic cross-sectional view showing a laminated structure of a lithium metal battery according to one embodiment.
Fig. 2 is a graph showing life characteristics of lithium metal batteries of Examples and Comparative Examples.

이하 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, it should be understood that the present invention is not limited thereto, and the present invention is only defined by the scope of the following claims.

도 1은 일 구현예에 따른 리튬 금속 전지의 적층 구조를 보여주는 개략적인 단면도이다. 도 1을 참고하면, 리튬 금속 전지(1)는 양극 활물질 (10a)과 집전체 (10b)를 포함하는 양극(10), 음극 활물질 (20a)과 집전체 (20b)를 포함하는 음극(20) 및 상기 양극(10)과 음극(20) 사이에 위치하는 분리막(30)으로 이루어질 수 있다. 상기 양극(10)과 상기 음극(20) 사이에는 전해액이 주입된다. 1 is a schematic cross-sectional view showing a laminated structure of a lithium metal battery according to one embodiment. 1, a lithium metal battery 1 includes a positive electrode 10 including a positive electrode active material 10a and a current collector 10b, a negative electrode 20 including a negative electrode active material 20a and a current collector 20b, And a separator 30 positioned between the anode 10 and the cathode 20. [ An electrolyte is injected between the anode (10) and the cathode (20).

일 구현예에서는 양극(10), 음극(20), 전해액 및 분리막(30)을 포함하는 리튬 금속 전지로, 음극(20)은 리튬 금속 및 리튬 합금으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하고, 상기 전해액은 에터계 용매 및 플루오로에터(fluoroether)를 포함하며, 하기 식 1로 표시되는 분리막의 성능 지표가 0.7보다 크고 1.5보다 작은 리튬 금속 전지를 제공한다.In one embodiment, the lithium metal battery includes an anode 10, a cathode 20, an electrolyte, and a separator 30. The cathode 20 includes at least one selected from a lithium metal and a lithium alloy, Based solvent and fluoroether, and the performance index of the separation membrane represented by the following formula (1) is larger than 0.7 and smaller than 1.5.

[식 1][Formula 1]

Figure 112016045418216-pat00002
Figure 112016045418216-pat00002

식 1에서, 상기 두께는 분리막(30)의 두께 (㎛)이고, 상기 저항은 분리막과 전해액만으로 제작된 코인셀에 대해 전기화학 임피던스 분광 분석 장비를 이용하여 측정한 저항 값 (ohm)이고, 상기 면적은 CR2032 코인셀에 적용되는 분리막의 면적 (mm2)이고, 상기 통기도는 100 cc의 공기가 분리막을 통과하는데 걸리는 시간을 측정한 값 (sec/100cc)이다.In the formula 1, the thickness is the thickness (mu m) of the separator 30, and the resistance is a resistance (ohm) measured using an electrochemical impedance spectroscopic analyzer for a coin cell made only of a separator and an electrolyte, The area is the area (mm 2 ) of the separation membrane applied to the CR2032 coin cell, and the air permeability is the measured value (sec / 100cc) of the time it takes for 100 cc of air to pass through the separation membrane.

상기 분리막의 성능 지표가 0.7보다 크고 1.5보다 작을 경우 상기 리튬 금속 전지는 우수한 수명 특성을 구현할 수 있다. 상기 범위를 벗어날 경우 충방전 중 급락 현상이 발생할 수 있고 전지의 안전성 확보가 어려워진다. 상기 분리막의 성능 지표는 상기 범위 내에서 0.75 이상, 또는 0.80 이상일 수 있고, 1.45 이하, 1.40 이하, 또는 1.35 이하일 수 있다.When the performance index of the separation membrane is larger than 0.7 and smaller than 1.5, the lithium metal battery can exhibit excellent lifetime characteristics. If it is out of the above range, a sudden drop phenomenon may occur during charging and discharging, and it becomes difficult to secure the safety of the battery. The performance index of the separation membrane may be 0.75 or more, or 0.80 or more within the above range, 1.45 or less, 1.40 or less, or 1.35 or less.

식 1에서, 상기 두께는 마이크로미터(micrometer)를 이용하여 측정한 분리막의 두께일 수 있다. 상기 두께는 7.5 ㎛ 내지 30 ㎛일 수 있고, 구체적으로 상기 두께는 8.0 ㎛ 이상, 8.5 ㎛ 이상, 9.0 ㎛ 이상, 9.5 ㎛ 이상일 수 있고, 25 ㎛ 이하, 20 ㎛ 이하, 또는 15 ㎛ 이하일 수 있다. 이 경우 상기 분리막은 충방전 중 음극에서 생성되는 리튬 덴드라이트가 양극에 닿는 것을 방지하여 내부 단락을 억제할 수 있으며 전지의 수명 특성을 향상시킬 수 있다. In Equation 1, the thickness may be the thickness of the separator measured using a micrometer. The thickness may be from 7.5 μm to 30 μm. Specifically, the thickness may be 8.0 μm or more, 8.5 μm or more, 9.0 μm or more, 9.5 μm or more, 25 μm or less, 20 μm or less, or 15 μm or less. In this case, the separator prevents the lithium dendrite formed in the negative electrode from contacting the positive electrode during charging and discharging, thereby suppressing an internal short circuit and improving the lifetime characteristics of the battery.

식 1에서 상기 저항은 분리막과 전해액만으로 코인셀을 제작하여 약 12시간 상온 보관 후 전기화학 임피던스 분광 분석 (Electrochemical Impedance Spectroscopy; EIS) 장비를 이용하여 10,000 Hz 내지 100,000 Hz의 영역에서 스캐닝 하여 x절편 (y=0)의 값을 기록한 것일 수 있다.In the formula (1), the coin cell is fabricated using only the separator and the electrolyte solution, and the coin cell is stored at room temperature for about 12 hours. The electrochemical impedance spectroscopy (EIS) equipment is used to scan in the range of 10,000 Hz to 100,000 Hz, y = 0) may be recorded.

식 1에서 상기 저항은 0.1 ohm 내지 3 ohm일 수 있다. 구체적으로 상기 저항은 0.2 ohm 이상, 0.3 ohm 이상, 0.4 ohm 이상, 0.5 ohm 이상, 0.6 ohm 이상, 0.7 ohm 이상, 0.8 ohm 이상일 수 있고, 2.9 ohm 이하, 2.8 ohm 이하, 2.7 ohm 이하, 2.6 ohm 이하, 2.5 ohm 이하, 2.0 ohm 이하, 또는 1.5 ohm 이하일 수 있다. 이 경우 상기 분리막은 우수한 이온 전도도를 가져 전지의 성능 향상에 기여할 수 있다.In Equation 1, the resistance may be 0.1 ohm to 3 ohm. Specifically, the resistance may be greater than 0.2 ohm, greater than 0.3 ohm, greater than 0.4 ohm, greater than 0.5 ohm, greater than 0.6 ohm, greater than 0.7 ohm, greater than 0.8 ohm, less than 2.9 ohm, less than 2.8 ohm, less than 2.7 ohm, less than 2.6 ohm , 2.5 ohm or less, 2.0 ohm or less, or 1.5 ohm or less. In this case, the separator has an excellent ionic conductivity and contributes to improvement of the performance of the battery.

식 1에서 상기 통기도는 통기도 측정 장치 (Gurley Densometer)를 이용하여 0.5 kg/㎠,　실린더 압력 2.5 kg/㎠,　설정 시간 10 sec로 설정하여 측정한 값일 수 있다. 상기 통기도는 100 cc의 공기가 분리막을 통과하는데 걸리는 시간으로, 예를 들어 80 sec/100cc 내지 300 sec/100cc일 수 있다. 구체적으로 상기 통기도는 90 sec/100cc 이상, 100 sec/100cc 이상일 수 있고, 250 sec/100cc 이하, 또는 200 sec/100cc 이하일 수 있다. 이 경우 상기 분리막은 적절한 공기 통기도를 가짐으로써 전지의 성능 향상에 기여할 수 있다. In the formula (1), the air permeability may be a value measured by setting a 0.5 kg / cm 2, a cylinder pressure of 2.5 kg / cm 2, and a setting time of 10 sec using a Gurley Densometer. The air permeability is a time required for air of 100 cc to pass through the separator, for example, 80 sec / 100 cc to 300 sec / 100 cc. Specifically, the air permeability may be 90 sec / 100cc or more, 100sec / 100cc or more, 250sec / 100cc or less, or 200sec / 100cc or less. In this case, the separator has a proper air permeability, thereby contributing to the improvement of the performance of the battery.

분리막(30)은 폴리올레핀 다공성 기재를 포함할 수 있다. 상기 폴리올레핀 다공성 기재는 다수의 기공을 가지는 것으로 통상 전기화학소자에 사용되는 기재일 수 있다. 상기 폴리올레핀 다공성 기재는 셧다운 기능이 우수하여 전지의 안전성 향상에 기여할 수 있다. The separator 30 may comprise a polyolefin porous substrate. The polyolefin porous substrate may have a plurality of pores and may be a substrate usually used in an electrochemical device. The polyolefin porous substrate is excellent in the shutdown function and contributes to improvement of the safety of the battery.

상기 폴리올레핀 다공성 기재는 예를 들어 폴리에틸렌 단일막, 폴리프로필렌 단일막, 폴리에틸렌/폴리프로필렌 이중막, 폴리프로필렌/폴리에틸렌/폴리프로필렌 삼중막 및 폴리에틸렌/폴리프로필렌/폴리에틸렌 삼중막으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 또한 상기 폴리올레핀 다공성 수지는 올레핀 수지 외에 비올레핀 수지를 포함하거나, 올레핀과 비올레핀 모노머의 공중합체를 포함할 수 있다.The polyolefin porous substrate can be selected from the group consisting of, for example, a polyethylene single membrane, a polypropylene single membrane, a polyethylene / polypropylene double membrane, a polypropylene / polyethylene / polypropylene triple membrane and a polyethylene / polypropylene / polyethylene triple membrane . The polyolefin porous resin may contain a non-olefin resin in addition to the olefin resin, or may include a copolymer of an olefin and a non-olefin monomer.

분리막(30)은 일 예로 올레핀계 다공성 기재, 및 상기 올레핀계 다공성 기재의 적어도 일면에 위치하는 보호층을 포함할 수 있다. 상기 보호층은 전극과의 접착력을 개선하고 고온 안정성, 난연성, 내열성, 전해액 젖음성, 기계적 강도 등을 높이는 기능을 할 수 있다. 상기 보호층은 바인더 및 필러를 포함할 수 있다. The separator 30 may include, for example, an olefin-based porous substrate and a protective layer disposed on at least one surface of the olefin-based porous substrate. The protective layer improves the adhesion with the electrode and can function to improve high temperature stability, flame retardancy, heat resistance, electrolyte wettability, and mechanical strength. The protective layer may include a binder and a filler.

상기 바인더는 일 예로 비가교 바인더를 포함할 수 있다. 상기 비가교 바인더는 예를 들어 폴리비닐리덴플루오라이드 호모폴리머, 폴리비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머, 폴리비닐리덴플루오라이드-트리클로로에틸렌 코폴리머, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌-비닐아세테이트 공중합체, 폴리비닐에터, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리이미드, 폴리아믹산, 폴리아미드이미드, 아라미드, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 시아노에틸풀루란, 시아노에틸폴리비닐알코올, 시아노에틸셀룰로오스, 시아노에틸수크로오스, 풀루란, 카르복시메틸셀룰로오스, 아크릴로니트릴-스티렌-부타디엔 공중합체, 또는 이들의 공중합체, 또는 이들의 조합일 수 있다.The binder may include, for example, a non-crosslinked binder. The non-crosslinked binder may be, for example, a polyvinylidene fluoride homopolymer, a polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, a polyvinylidene fluoride-trichlorethylene copolymer, polymethyl methacrylate, Polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyethylene-vinyl acetate copolymer, polyvinylether, polyethylene oxide, polyimide, polyamic acid, polyamideimide, aramid, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, Cellulose acetate propionate, cyanoethylpullulan, cyanoethylpolyvinyl alcohol, cyanoethylcellulose, cyanoethyl sucrose, pullulan, carboxymethylcellulose, acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer, or copolymers thereof Coalesced, or combinations thereof .

상기 바인더는 일 예로 가교 바인더를 포함할 수 있다. 상기 가교 바인더는 열 및/또는 광에 반응할 수 있는 경화성 작용기를 가지는 모노머, 올리고머 및/또는 폴리머로부터 얻어질 수 있으며, 예컨대 적어도 2개의 경화성 작용기를 가지는 다관능 모노머, 다관능 올리고머 및/또는 다관능 폴리머로부터 얻어질 수 있다. 상기 경화성 작용기는 비닐기, (메타)아크릴레이트기, 에폭시기, 옥세탄기, 에테르기, 시아네이트기, 이소시아네이트기, 히드록시기, 카르복실기, 티올기, 아미노기, 알콕시기 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The binder may include, for example, a crosslinking binder. The crosslinking binder may be obtained from a monomer, oligomer and / or polymer having a curable functional group capable of reacting with heat and / or light, for example a polyfunctional monomer having at least two curable functional groups, a polyfunctional oligomer and / Lt; / RTI > functional polymers. The curable functional group may include a vinyl group, a (meth) acrylate group, an epoxy group, an oxetane group, an ether group, a cyanate group, an isocyanate group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a thiol group, an amino group, an alkoxy group, , But is not limited thereto.

상기 가교 바인더는 일 예로, 적어도 2개의 (메타)아크릴레이트 기를 가지는 모노머, 올리고머 및/또는 폴리머를 경화하여 얻을 수 있으며, 예컨대 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 헥사메틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 글리세린 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디글리세린 헥사(메타)아크릴레이트 또는 이들의 조합을 경화하여 얻을 수 있다.The crosslinking binder may be obtained by curing a monomer, an oligomer and / or a polymer having at least two (meth) acrylate groups, and examples thereof include ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) Acrylates such as polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, butanediol di (meth) acrylate, hexamethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (Meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, diglycerin hexa (meth) acrylate, or a combination thereof.

일 예로, 상기 가교 바인더는 적어도 2개의 에폭시기를 가지는 모노머, 올리고머 및/또는 폴리머를 경화하여 얻을 수 있으며, 예컨대 비스페놀 A 디글리시딜 에테르, 비스페놀 F 디글리시딜 에테르, 헥사하이드로프탈산 글리시딜 에스테르 또는 이들의 조합을 경화하여 얻을 수 있다.For example, the crosslinking binder can be obtained by curing monomers, oligomers and / or polymers having at least two epoxy groups, and examples thereof include bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether, hexahydrophthalic acid glycidyl Ester or a combination thereof.

일 예로, 상기 가교 바인더는 적어도 2개의 이소시아네이트 기를 가지는 모노머, 올리고머 및/또는 폴리머를 경화하여 얻을 수 있으며, 예컨대 디페닐메탄 디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 2,2,4(2,2,4)-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 페닐렌 디이소시아네이트, 4,4'-디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트, 3,3'-디메틸디페닐-4,4'-디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 나프탈렌 디이소시아네이트, 1,4-사이클로헥실 디이소시아네이트 또는 이들의 조합을 경화하여 얻을 수 있다.For example, the crosslinking binder may be obtained by curing a monomer, an oligomer and / or a polymer having at least two isocyanate groups, and examples thereof include diphenylmethane diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, 2,2,4 (2 , 2,4) -trimethylhexamethylene diisocyanate, phenylene diisocyanate, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, 3,3'-dimethyldiphenyl-4,4'-diisocyanate, xylene diisocyanate, Naphthalene diisocyanate, 1,4-cyclohexyl diisocyanate, or a combination thereof.

상기 필러는 예컨대 무기 필러, 유기 필러, 유무기 필러 또는 이들의 조합일 수 있다. 상기 무기 필러는 금속 산화물, 준금속 산화물, 금속 불화물, 금속 수산화물 또는 이들의 조합일 수 있으며, 예를 들어 Al2O3, SiO2, TiO2, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, GaO, ZnO, ZrO2, Y2O3, SrTiO3, BaTiO3, Mg(OH)2 , Mg3(OH)2Si4O10, 베마이트 (boehmite), 또는 이들의 조합일 수 있다. 상기 유기 필러는 아크릴 화합물, 이미드 화합물, 아미드 화합물 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The filler may be, for example, an inorganic filler, an organic filler, an organic filler, or a combination thereof. The inorganic filler may be a metal oxide, a metalloid oxide, a metal fluoride, a metal hydroxide, or a combination thereof. Examples of the inorganic filler include Al 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2 , SnO 2 , CeO 2 , MgO, NiO, CaO, GaO, ZnO, ZrO 2, Y 2 O 3, SrTiO 3 , BaTiO 3 , Mg (OH) 2 , Mg 3 (OH) 2 Si 4 O 10 , boehmite, Or a combination thereof. The organic filler may be an acrylic compound, an imide compound, an amide compound, or a combination thereof, but is not limited thereto.

분리막(30)의 기공률은 20% 내지 70%일 수 있고, 구체적으로 30% 이상, 40% 이상, 또는 60% 이하일 수 있다. 이 경우 상기 분리막은 적절한 기공률을 가짐으로써 전지 성능 개선에 기여할 수 있다. The porosity of the separator 30 may be 20% to 70%, specifically 30% or more, 40% or more, or 60% or less. In this case, the separator has an appropriate porosity, which can contribute to improvement of cell performance.

분리막(30)의 찌름 강도는 200 gf 내지 800 gf일 수 있고, 구체적으로 300 gf 이상, 400 gf 이상, 또는 700 gf 이하일 수 있다. 이 경우 상기 분리막은 적절한 찌름 강도를 가짐으로써 전지 성능 개선에 기여할 수 있다. The penetration strength of the separation membrane 30 may be 200 gf to 800 gf, and may be 300 gf or more, 400 gf or more, or 700 gf or less. In this case, the separation membrane has an appropriate penetration strength, thereby contributing to the improvement of battery performance.

한편 상기 전해액은 에터계 용매 및 플루오로에터를 포함한다. 상기 전해액은 리튬 금속 전지의 수명 특성, 안전성 등을 향상시킬 수 있다. On the other hand, the electrolytic solution includes an ether-based solvent and a fluoroether. The electrolyte solution can improve lifetime characteristics, safety, and the like of the lithium metal battery.

상기 에터계 용매는 예를 들어 디부틸에터, 테트라글라임, 디글라임, 디메톡시에탄, 2-메틸테트라하이드로퓨란, 및 테트라하이드로퓨란에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다.The ethereal solvent may be at least one selected from, for example, dibutyl ether, tetraglyme, diglyme, dimethoxyethane, 2-methyltetrahydrofuran, and tetrahydrofuran.

상기 플루오로에터 (fluoroether)는 불소 (fluorine) 원자를 가지는 에터를 의미하여, 구체적으로 플루오로알킬 에터, 또는 비스플루오로알킬 에터일 수 있다. 여기서 알킬은 예를 들어 C1 내지 C30 알킬, 또는 C1 내지 C20 알킬, 또는 C1 내지 C10 알킬일 수 있다. 상기 플루오로알킬은 하이드로플루오로알킬 또는 퍼플루오로 (perfluoro)알킬일 수 있다. The fluoroether refers to an ether having a fluorine atom and may specifically be a fluoroalkyl ether or a bisfluoroalkyl ether. Where alkyl may be, for example, C1 to C30 alkyl, or C1 to C20 alkyl, or C1 to C10 alkyl. The fluoroalkyl may be hydrofluoroalkyl or perfluoroalkyl.

상기 플루오로에터의 구체적인 예로는 2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필 디플로오로메틸 에터 (2,2,3,3,3-pentafluoropropyl difluoromethyl ether), 2,2,3,3,3-펜타플로오로프로필-1,1,2,2-테트라플로오로에틸 에터 (2,2,3,3,3-pentafluoropropyl-1,1,2,2-tetrafluoroethyl ether), 1,1,2,2-테트라플루오로에틸 에틸 에터 (1,1,2,2-tetrafluoroethyl ethyl ether), 1,1,2,2-테트라플루오로에틸-2,2,2-트리플루오로에틸 에터 (1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2,2-trifluoroethyl ether), 1,1,2,2-테트라플루오로에틸-2,2,3,3-테트라플루오로프로필 에터 (1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2,3,3-tetrafluoropropyl ether), 2,2,3,3-테트라플루오로프로필 디플루오로메틸 에터 (2,2,3,3-tetrafluoropropyl difluoromethyl ether), 1,1,3,3,3-펜타플루오로-(2-트리플루오로메틸)프로필 메틸 에터 (1,1,3,3,3-pentafluoro-(2-trifluoromethyl)propyl methyl ether), 1,1,2,3,3,3-헥사플루오로프로필 에틸 에터 (1,1,2,3,3,3-hexafluoropropyl ethyl ether), 및 2,2,3,4,4,4-헥사플루오로부틸 디플로오로메틸 에터 (2,2,3,4,4,4-hexafluorobutyl difluoromethyl ether) 등이 있다. Specific examples of the fluoroether include 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl difluoromethyl ether, 2,2,3,3-pentafluoropropyl difluoromethyl ether, (2,2,3,3,3-pentafluoropropyl-1,1,2,2-tetrafluoroethyl ether), 1,1,2,2-tetrafluoroethyl ether , 2,2-tetrafluoroethyl ethyl ether, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2,2-trifluoroethyl ether ( 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2,2-trifluoroethyl ether), 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2,3,3-tetrafluoropropyl ether (1,1,2,2- 2,2-tetrafluoroethyl-2,2,3,3-tetrafluoropropyl ether, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl difluoromethyl ether, 1,1,3,3,3-pentafluoro- (2-trifluoromethyl) propyl methyl ether, 1,1,3,3,3-pentafluoro- 1,2,3,3,3-hexafluoropropyl ethyl ether (1,1,2,3 , 3,3-hexafluoropropyl ethyl ether), and 2,2,3,4,4,4-hexafluorobutyl difluoromethyl ether (2,2,3,4,4,4-hexafluorobutyl difluoromethyl ether) .

상기 전해액은 상기 에터계 용매 및 상기 플루오로에터를 1:9 내지 7:3의 부피비로 포함할 수 있고, 구체적으로 2:8, 3:7, 4:6, 5:5, 또는 6:4 등으로 포함할 수 있다. 상기 전해액은 상기 에터계 용매와 상기 플루오로에터를 상기의 혼합 비율로 포함함으로써 전지의 수명 특성 등을 개선할 수 있다. The electrolytic solution may contain the ethereal solvent and the fluoroether in a volume ratio of 1: 9 to 7: 3, specifically 2: 8, 3: 7, 4: 6, 5: 4, and so on. The electrolytic solution can improve the lifetime characteristics and the like of the battery by incorporating the ethereal solvent and the fluoroether in the above mixing ratio.

상기 전해액은 리튬염을 더 포함할 수 있다. 상기 리튬염은 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 작용하여 기본적인 리튬 금속 전지의 작동을 가능하게 하고, 양극과 음극 사이의 리튬 이온의 이동을 촉진하는 역할을 하는 물질이다. 상기 리튬염의 구체적인 예로는 LiFSI, LiTFSI, LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiN(SO2CF3)2, LiN(SO3C2F5)2, LiC4F9SO3, LiClO4, LiAlO2, LiAlCl4, LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(x 및 y는 자연수임), LiCl 및 LiI 등이 있다. The electrolytic solution may further include a lithium salt. The lithium salt serves as a source of lithium ions in the battery to enable operation of a basic lithium metal battery and to promote the movement of lithium ions between the positive electrode and the negative electrode. The lithium salt Specific examples LiFSI, LiTFSI, LiPF 6, LiBF 4, LiSbF 6, LiAsF 6, LiN (SO 2 CF 3) 2, LiN (SO 3 C 2 F 5 ) 2, LiC 4 F 9 SO 3, LiClO 4, LiAlO 2, LiAlCl 4, LiN (C x F 2x + 1 SO 2) (C y F 2y + 1 SO 2) (x And y is a natural number), LiCl, and LiI.

상기 리튬염의 농도는 0.1M 내지 2.0M일 수 있다. 이 경우 전해질이 적절한 전도도 및 점도를 가지므로 우수한 전해질 성능을 나타낼 수 있고 리튬 이온이 효과적으로 이동할 수 있다.The concentration of the lithium salt may be 0.1M to 2.0M. In this case, since the electrolyte has appropriate conductivity and viscosity, it can exhibit excellent electrolyte performance and can effectively transfer lithium ions.

음극(20)은 집전체 및 상기 집전체의 적어도 일면에 위치하는 음극 활물질층을 포함할 수 있고, 상기 음극 활물질층은 리튬 금속 및 리튬 합금으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 리튬 합금으로는 리튬과 Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Al 및 Sn으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속으로 이루어진 합금을 사용할 수 있다. 상기 집전체로는 구리, 금, 니켈, 구리 합금 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The cathode 20 may include a current collector and a negative electrode active material layer disposed on at least one side of the current collector, and the negative electrode active material layer may include at least one selected from a lithium metal and a lithium alloy. As the lithium alloy, an alloy composed of lithium and at least one metal selected from Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Al and Sn can be used. The current collector may be copper, gold, nickel, copper alloy, or the like, but is not limited thereto.

양극(10)은 집전체 및 상기 집전체의 적어도 일면에 위치하는 양극 활물질층을 포함할 수 있다. 상기 양극 활물질층은 양극 활물질, 바인더 및 선택적으로 도전재를 포함할 수 있다. The anode 10 may include a current collector and a cathode active material layer disposed on at least one surface of the current collector. The cathode active material layer may include a cathode active material, a binder, and optionally a conductive material.

상기 양극 활물질로는 리튬의 가역적인 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물을 사용할 수 있다. 구체적으로 코발트, 망간, 니켈, 알루미늄, 철 또는 이들의 조합의 금속과 리튬과의 복합 산화물 또는 복합 인산화물 중에서 1종 이상을 사용할 수 있다. 더욱 구체적으로, 리튬 코발트 산화물, 리튬 니켈 산화물, 리튬 망간 산화물, 리튬 니켈 코발트 망간 산화물, 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물, 리튬 철 인산화물 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다.As the cathode active material, a compound capable of reversible intercalation and deintercalation of lithium may be used. Concretely, at least one of cobalt, manganese, nickel, aluminum, iron or a composite oxide or composite phosphorus of a metal and lithium in combination thereof may be used. More specifically, lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium manganese oxide, lithium nickel cobalt manganese oxide, lithium nickel cobalt aluminum oxide, lithium iron phosphate or a combination thereof may be used.

양극(10)에 사용되는 집전체는 예를 들어 알루미늄, 니켈 등일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The current collector used for the anode 10 may be, for example, aluminum, nickel or the like, but is not limited thereto.

상기 바인더는 양극 활물질 입자들을 서로 잘 부착시키고, 양극 활물질을 집전체에 잘 부착시키는 역할을 한다. 상기 바인더의 구체적인 예로는 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스, 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 에틸렌 옥사이드를 포함하는 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 에폭시 수지, 나일론, 폴리아미드이미드, 폴리아크릴산 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The binder serves to adhere the positive electrode active material particles to each other and adhere the positive electrode active material to the current collector. Specific examples of the binder include polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose, diacetylcellulose, polyvinyl chloride, carboxylated polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, a polymer including ethylene oxide, polyvinylpyridine Polyvinylidene fluoride, polyethylene, polypropylene, styrene-butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber, epoxy resin, nylon, polyamideimide, polyacrylic acid, etc. But is not limited thereto.

상기 도전재는 전극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로, 화학변화를 야기하지 않고 전자 전도성 재료이면 어떠한 것도 사용 가능하다. 상기 도전재는 예를 들어 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 탄소섬유, 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말, 금속 섬유 등을 사용할 수 있고, 또한 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 재료 1종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.The conductive material is used for imparting conductivity to the electrode. Any conductive material can be used without causing any chemical change. The conductive material may be, for example, natural graphite, artificial graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, carbon fiber, metal powder such as copper, nickel, aluminum or silver, metal fiber, Can be used in combination.

일 구현예에 따른 리튬 금속 전지는 원통형, 각형, 코인형, 파우치형 등일 수 있으며, 벌크 타입 또는 박막 타입 등 어떠한 형태도 가능하다. 일 구현예에 따른 리튬 금속 전지는 모바일, IT 기기, 자동차 등에 광범위하게 적용 가능하다.The lithium metal battery according to one embodiment may be cylindrical, angular, coin, pouch, or the like, and may be any type such as a bulk type or a thin film type. The lithium metal battery according to one embodiment can be widely applied to a mobile device, an IT device, an automobile, and the like.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 　다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로써 본 발명이 제한되지 않는다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described. However, the embodiments described below are only intended to illustrate or explain the present invention, and thus the present invention is not limited thereto.

실시예Example 1 내지 4 및  1 to 4 and 비교예Comparative Example 1 내지 4 1 to 4

양극 활물질로 3.5 mA/cm2의 LiCoO2를 사용하고, 음극으로는 리튬 금속을 사용하고, 전해액으로 디메톡시에탄과 1,1,2,2-테트라플루오로에틸-2,2,3,3-테트라플루오로프로필 에터를 5:5의 부피비로 혼합한 용매에 1M의 LiFSI를 첨가한 것을 사용하였다. 분리막은 폴리에틸렌 다공막으로, 아래 표 1에 나타낸 바와 같은 물성을 가지는 것을 각각 사용하였다. Using LiCoO 2 of 3.5 mA / cm 2 as a cathode active material, and negative electrode is a lithium metal, a dimethoxyethane and 1,1,2,2-tetrafluoroethane as an electrolyte ethyl -2,2,3,3 -Tetrafluoropropyl ether in a volume ratio of 5: 5 was used, to which 1 M of LiFSI was added. The separator was a polyethylene porous membrane having physical properties as shown in Table 1 below.

실시예 4는 아크릴레이트계 바인더 및 알루미나 필러를 포함하는 보호층으로 코팅 처리된 폴리에틸렌 다공막을 사용하였다. In Example 4, a polyethylene porous film coated with a protective layer containing an acrylate binder and an alumina filler was used.

양면의 양극 1장, 단면의 음극 2장, 분리막 2장, 및 전해액을 사용하여 CR2032 코인셀을 제조하였다.A CR2032 coin cell was fabricated using one anode on each side, two cathodes on one side, two separators, and electrolyte.

실시예Example 비교예Comparative Example 1One 22 33 44 1One 22 33 44 기공률 (%)Porosity (%) 4848 4646 4343 4242 3232 3838 3939 4242 찌름강도 (gf)Stiff Strength (gf) 550550 430430 640640 400400 260260 310310 320320 260260 두께 (㎛)Thickness (㎛) 11.211.2 10.210.2 11.911.9 13.013.0 7.07.0 7.97.9 8.88.8 7.17.1 저항 (ohm)Resistance (ohm) 0.860.86 0.920.92 0.970.97 1.201.20 1.591.59 1.391.39 1.161.16 0.500.50 면적 (mm2)Area (mm 2 ) 94.98594.985 94.98594.985 94.98594.985 94.98594.985 94.98594.985 94.98594.985 94.98594.985 94.98594.985 통기도 (sec/100cc)Air permeability (sec / 100cc) 101101 110110 146146 160160 196196 119119 135135 8888 성능 지표Performance indicator 1.3581.358 1.0611.061 0.8850.885 0.7130.713 0.2360.236 0.5030.503 0.5920.592 1.6991.699

평가 1: 분리막 물성 평가Evaluation 1: Evaluation of membrane property

표 1에서, 상기 두께는 마이크로미터(micrometer)를 이용하여 측정한 분리막의 두께이다. 상기 저항은 분리막과 전해액만으로 코인셀을 제작하여 약 12시간 상온 보관 후 전기화학 임피던스 분광 분석 (Electrochemical Impedance Spectroscopy; EIS) 장비를 이용하여 10,000 Hz 내지 100,000 Hz의 영역에서 스캐닝 하여 x절편 (y=0)의 값을 기록한 것이다. 상기 면적은 CR2032 코인셀에 적용되는 분리막의 면적이고, 상기 통기도는 통기도 측정 장치 (Gurley Densometer)를 이용하여 0.5 kg/㎠,　실린더 압력 2.5 kg/㎠,　설정 시간 10 sec로 설정하여, 100 cc의 공기가 분리막을 통과하는데 걸리는 시간을 측정한 값이다. In Table 1, the thickness is the thickness of the separator measured using a micrometer. The resistance was measured by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) equipment using a separator and an electrolytic solution alone and stored at room temperature for about 12 hours. The electrochemical impedance spectroscopy (EIS) ). ≪ / RTI > The above area is the area of the separation membrane applied to the CR2032 coin cell. The air permeability was set to 0.5 kg / cm2, a cylinder pressure of 2.5 kg / cm2, and a setting time of 10 sec using a Gurley Densometer, It is a measure of the time it takes for air to pass through the membrane.

표 1에서 상기 성능 지표는 전술한 식 1로 표시되는 분리막의 성능 지표이다. 실시예 1 내지 4의 경우 성능 지표가 0.7보다 크고 1.5보다 작다. 반면 비교예 1 내지 4의 경우 성능 지표가 상기 범위를 벗어난다. In Table 1, the performance index is a performance index of the separation membrane expressed by Equation (1). In the case of Examples 1 to 4, the performance index is larger than 0.7 and smaller than 1.5. On the other hand, in the case of Comparative Examples 1 to 4, the performance index deviates from the above range.

평가 2: 전지의 수명 특성 평가Evaluation 2: Evaluation of battery life characteristics

실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 리튬 금속 전지에 대해 25℃에서 0.7C/0.5C로 충방전을 반복하여 용량 보존률을 계산하였고 그 결과를 도 2에 나타내었다. The lithium metal batteries prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 were repeatedly charged and discharged at a rate of 0.7 C / 0.5 C at 25 캜 to calculate a capacity retention rate. The results are shown in Fig.

도 2를 참고하면, 분리막의 성능 지표가 일정 범위를 벗어나는 비교예 1 내지 4의 경우 70사이클이 되기 전에 용량이 급락하는 현상을 보이고 있다. 반면 분리막의 성능 지표가 소정의 범위에 포함되는 실시예 1 내지 4의 경우 수명특성이 현저히 우수하다는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 2, in Comparative Examples 1 to 4 in which the performance index of the separator is out of a certain range, the capacity sharply decreases before 70 cycles. On the other hand, in Examples 1 to 4 in which the performance index of the separator is included in a predetermined range, it can be confirmed that the life characteristics are remarkably excellent.

본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims. As will be understood by those skilled in the art. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

1: 리튬 금속 전지
10: 양극
10a: 양극 활물질
10b: 집전체
20: 음극
20a: 음극 활물질
20b: 집전체
30: 분리막1: Lithium metal battery
10: anode
10a: cathode active material
10b: The whole house
20: cathode
20a: anode active material
20b: the whole house
30: Membrane

Claims (14)

리튬 금속 및 리튬 합금에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 음극, 양극, 전해액, 및 분리막을 포함하고,
상기 전해액은 에터계 용매 및 플루오로에터를 1:9 내지 5:5의 부피비로 포함하고,
하기 식 1로 표시되는 분리막의 성능 지표가 0.7보다 크고 1.4보다 작은 리튬 금속 전지:
[식 1]
Figure 112018115229766-pat00003

식 1에서, 상기 두께는 분리막의 두께 (㎛)로서 9.5 내지 11.9 ㎛이고, 상기 저항은 분리막과 전해액만으로 제작된 코인셀에 대해 전기화학 임피던스 분광 분석 장비를 이용하여 측정한 저항 값 (ohm)으로서 0.8 내지 1.2 ohm이고, 통기도는 100 내지 160 sec/100cc이고, 상기 면적은 CR2032 코인셀에 적용되는 분리막의 면적 (mm2)이고, 상기 통기도는 100 cc의 공기가 분리막을 통과하는데 걸리는 시간을 측정한 값 (sec/100cc)이며, 상기 분리막의 기공률은 40 내지 48%이다. An anode, an electrolyte, and a separator including at least one selected from a lithium metal and a lithium alloy,
The electrolytic solution contains an ethereal solvent and a fluoroether in a volume ratio of 1: 9 to 5: 5,
A lithium metal battery in which the performance index of the separation membrane represented by the following formula (1) is larger than 0.7 and smaller than 1.4:
[Formula 1]
Figure 112018115229766-pat00003

In the formula 1, the thickness is 9.5 to 11.9 탆 in terms of the thickness (탆) of the separation membrane, and the resistance is a resistance value (ohm) measured using an electrochemical impedance spectroscopic analyzer for a coin cell made only of a separation membrane and an electrolyte 0.8 to 1.2 ohm, and the air permeability is 100 to 160 sec / 100 cc, the area is the area (mm 2 ) of the separation membrane applied to the CR2032 coin cell, and the air permeability is measured by measuring the time taken for air of 100 cc to pass through the separation membrane (Sec / 100cc), and the porosity of the separator is 40 to 48%. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에서, 상기 분리막은 폴리올레핀 다공성 기재를 포함하는 리튬 금속 전지.The lithium metal battery of claim 1, wherein the separator comprises a polyolefin porous substrate. 제5항에서, 상기 분리막은 폴리올레핀 다공성 기재 및 상기 폴리올레핀 다공성 기재의 적어도 일면에 위치하는 보호층을 포함하는 리튬 금속 전지.6. The lithium metal battery of claim 5, wherein the separator comprises a polyolefin porous substrate and a protective layer disposed on at least one side of the porous polyolefin substrate. 삭제delete 제1항에서, 상기 분리막의 찌름 강도는 200 gf 내지 800 gf인 리튬 금속 전지.The lithium metal battery according to claim 1, wherein the membrane has a puncture strength of 200 gf to 800 gf. 제1항에서, 상기 전해액에서 상기 에터계 용매는 디부틸에터, 테트라글라임, 디글라임, 디메톡시에탄, 2-메틸테트라히드로퓨란, 및 테트라히드로퓨란으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 리튬 금속 전지.The method according to claim 1, wherein in the electrolyte, the ether-based solvent is at least one selected from the group consisting of lithium metal containing at least one selected from dibutyl ether, tetraglyme, diglyme, dimethoxyethane, 2-methyltetrahydrofuran, and tetrahydrofuran battery. 제1항에서, 상기 전해액에서 상기 플루오로에터는 2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필 디플로오로메틸 에터, 2,2,3,3,3-펜타플로오로프로필-1,1,2,2-테트라플로오로에틸 에터, 1,1,2,2-테트라플루오로에틸 에틸 에터, 1,1,2,2-테트라플루오로에틸-2,2,2-트리플루오로에틸 에터, 1,1,2,2-테트라플루오로에틸-2,2,3,3-테트라플루오로프로필 에터, 2,2,3,3-테트라플루오로프로필 디플루오로메틸 에터, 1,1,3,3,3-펜타플루오로-(2-트리플루오로메틸)프로필 메틸 에터, 1,1,2,3,3,3-헥사플루오로프로필 에틸 에터, 및 2,2,3,4,4,4-헥사플루오로부틸 디플로오로메틸 에터에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 리튬 금속 전지.The method of claim 1 wherein said fluoroether in said electrolyte is selected from the group consisting of 2,2,3,3,3-pentafluoropropyldichloromethyl ether, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl- 1,2,2-tetrafluoroethyl ether, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl ethyl ether, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2,2-trifluoroethyl Ether, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2,3,3-tetrafluoropropyl ether, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl difluoromethyl ether, 1,1 , 3,3,3-pentafluoro- (2-trifluoromethyl) propyl methyl ether, 1,1,2,3,3,3-hexafluoropropyl ethyl ether, and 2,2,3,4 , 4,4-hexafluorobutyldichloromethyl ether, and 4,4-hexafluorobutyl difluoromethyl ether. 삭제delete 제1항에서, 상기 전해액은 리튬염을 더 포함하는 리튬 금속 전지.The lithium metal battery according to claim 1, wherein the electrolyte further comprises a lithium salt. 제12항에서, 상기 리튬염은 LiFSI, LiTFSI, LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiN(SO2CF3)2, LiN(SO3C2F5)2, LiC4F9SO3, LiClO4, LiAlO2, LiAlCl4, LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(x 및 y는 자연수임), LiCl 및 LiI로부터 선택되는 적어도 하나인 리튬 금속 전지.In claim 12, wherein the lithium salt LiFSI, LiTFSI, LiPF 6, LiBF 4, LiSbF 6, LiAsF 6, LiN (SO 2 CF 3) 2, LiN (SO 3 C 2 F 5 ) 2, LiC 4 F 9 SO 3, LiClO 4, LiAlO 2, LiAlCl 4, LiN (C x F 2x + 1 SO 2) (C y F 2y + 1 SO 2) (x And y is a natural number), LiCl, and LiI. 제12항에서, 상기 리튬염의 농도는 0.1M 내지 2.0M인 리튬 금속 전지.13. The lithium metal battery of claim 12, wherein the concentration of the lithium salt is 0.1M to 2.0M.
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