전해액, 이차전지 및 그 제조 방법, 및 술폰 화합물 document_id 1020080134258

[청구항 2] 제 1 항에 있어서,상기 술폰 화합물은, 화 1로 나타내는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전해액.[화1](r은 (m+n)가의 탄화수소기 혹은 할로겐화 탄화수소기이며, x는 할로겐기, 수산기 혹은 -ｏｍ으로 나타내는기이며, m 및 n은 1이상의 정수다. 다만, m은 알칼리 금속, 알칼리토류 금속실릴에스테르기이다.) [청구항 3] 제 2 항에 있어서,상기 술폰 화합물은, 화 2로 나타내는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전해액.[화2](r2는 직쇄형, 분기형 혹은 고리형의 포화 탄화수소기, 불포화 탄화수소기, 할로겐화 포화 탄화수소기 혹은 할로겐화 불포화 탄화수소기, 또는 그것들의 유도체이며, r3은 탄소수 0이상의 탄화수소기이며, x1은 할로겐기, 수산기 혹은 -ｏｍ1으로 나타내는기이며, m1은 1이상의 정수다. 다만, m1은 알칼리 금속, 알칼리토류 금속실릴에스테르기이다.) [청구항 4] 제 2 항에 있어서,상기 술폰 화합물은, 화 3으로 나타내는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전해액.[화3](r4는 직쇄형, 분기형 혹은 고리형의 포화 탄화수소기, 불포화 탄화수소기, 할로겐화 포화 탄화수소기 혹은 할로겐화 불포화 탄화수소기, 또는 그것들의 유도체이며, r5는 탄소수 0이상의 탄화수소기이며, x2는 할로겐기, 수산기 혹은 -ｏｍ2로 나타내는기이며, m2는 1이상의 정수다. 다만, m2은 알칼리 금속, 알칼리토류 금속실릴에스테르기이다.) [청구항 5] 제 1 항에 있어서,화4∼화 6로 나타내는 불포화결합을 갖는 고리형 탄산 에스테르를 함유하는용매포함한것을특징으로 하는전해액.[화4](r11 및 r12은 수소기 혹은 알킬기이다.)[화5](r13∼r16은 수소기, 알킬기, 비닐기 혹은 알릴기이며, 그것들 중 적어도 1개는 비닐기 혹은 아릴기다.)[화6](r17은 알킬렌기이다.) [청구항 6] 제 5 항에 있어서,상기 화4에 나타낸 불포화결합을 갖는 고리형 탄산 에스테르는, 탄산 비닐렌이며, 상기 화 5에 나타낸 불포화결합을 갖는 고리형 탄산 에스테르는, 탄산 비닐 에틸렌이며, 상기 화 6에 나타낸 불포화결합을 갖는 고리형 탄산 에스테르는,탄산메틸렌에틸렌인것을특징으로 하는전해액. [청구항 7] 제 1 항에 있어서,화7로 나타내는 할로겐을 갖는 쇄형탄산 에스테르 및 화 8로 나타내는 할로겐을 갖는 고리형 탄산 에스테르 중 적어도 1종을 함유하는용매포함한것을특징으로 하는전해액.[화7](r21∼r26은 수소기, 할로겐기, 알킬기 혹은 할로겐화 알킬기이고, 그것들 중 적어도 1개는 할로겐기 혹은 할로겐화 알킬기이다.)[화8](r27∼r30은 수소기, 할로겐기, 알킬기 혹은 할로겐화 알킬기이고, 그것들 중 적어도 1개는 할로겐기 혹은 할로겐화 알킬기이다.) [청구항 8] 제 7 항에 있어서,상기 화7에 나타낸 할로겐을 갖는 쇄형탄산 에스테르는, 탄산플루오로메틸메틸, 탄산디플루오로메틸메틸 혹은 탄산 비스(플루오로 메틸)이며, 상기 화 8에 나타낸 할로겐을 갖는 고리형 탄산 에스테르는, 4-플루오로-1,3-디옥소란-2-온 혹은 4,5-디플루오로-1,3-디옥소온인것을특징으로 하는전해액. [청구항 9] 제 1 항에 있어서,술톤을 포함한 것을특징으로 하는전해액. [청구항 10] 제 1 항에 있어서,산무수물을 포함한 것을특징으로 하는전해액. [청구항 11] 제 1 항에 있어서,육불화 인산 리튬(ｌｉｐｆ6), 4불화 붕산 리튬(ｌｉｂｆ4), 과염산리튬(ｌｉｃｌｏ4) 및 육불화 비소산 리튬(ｌｉａｓｆ6)로 이루어진 군 중 적어도 1종을 함유하는전해질염포함한것을특징으로 하는전해액. [청구항 12] 제 1 항에 있어서,화9∼화 11로 나타내는 화합물로 이루어진 군 중 적어도 1종을 함유하는전해질염포함한것을특징으로 하는전해액.[화9](x31은 장주기형 주기표에 있어서의 1족원소 혹은 2족원소, 또는 알루미늄(al)이다. m31은 천이금속, 또는 장주기형 주기표에 있어서의 13족원소, 14족원소 혹은 15족원소다. r31은 할로겐기이다. y31은 -ｏｃ-r32-ｃｏ-, -ｏｃ-c(r33)2- 또는 -ｏｃ-ｃｏ-이다. 다만, r32는 알킬렌기, 할로겐화 알킬렌기, 아릴렌기 혹은 할로겐화 아릴렌기이다. r33은 알킬기, 할로겐화 알킬기, 아릴기 혹은 할로겐화 아릴기이다. 이때, a3은 1∼4의 정수이며, b3은 0, 2 혹은 4의 정수이며, c3, d3, m3 및 n3은 1∼3의 정수다.)[화10](x41은 장주기형 주기표에 있어서의 1족원소 혹은 2족원소다. m41은 천이금속, 또는 장주기형 주기표에 있어서의 13족원소, 14족원소 혹은 15족원소다. y41은 -ｏｃ-(c(r41)2)b4-ｃｏ-, -(r43)2 c- (c (r42)2)c4 -ｃｏ-, - (r43)2 c- (c (r42)2)c4-c(r43)2-, - (r43)2 c-(c(r42)2)c4-ｓｏ2-, -o2 s-(c(r42)2)d4-ｓｏ2- 또는 -ｏｃ- (c (r42)2)d4-ｓｏ2-이다. 다만, r41 및 r43은 수기, 알킬기, 할로겐기 혹은 할로겐화 알킬기이며, 각각 중 적어도 1개는 할로겐기 혹은 할로겐화 알킬기이다. r42은 수소기, 알킬기, 할로겐기 혹은 할로겐화 알킬기이다. 또한, a4, e4 및 n4는 1 혹은 2의 정수이며, b4 및 d4은 1∼4의 정수이며, c4은 0∼4의 정수이며, f4 및 m4은 1∼3의 정수다.)[화11](x51은 장주기형 주기표에 있어서의 1족원소 혹은 2족원소다. m51은 천이금속, 또는 장주기형 주기표에 있어서의 13족원소, 14족원소 혹은 15족원소다. rf는 불소화 알킬기 혹은 불소화 아릴기이며, 어느쪽의 탄소수도 1∼10이다. y51은 -ｏｃ-(c (r51)2)d5-ｃｏ-, -(r52)2c-(c(r51)2)d5-ｃｏ-, - (r52)2 c- (c (r51)2)d5-c (r52)2-, - (r52)2 c- (c (r51)2)d5-ｓｏ2-, -o2s- (c (r51)2)e5-ｓｏ2- 또는 -ｏｃ- (c (r51)2)e5-ｓｏ2-이다. 다만, r51은 수소기, 알킬기, 할로겐기 혹은 할로겐화 알킬기이다. r52은 수소기, 알킬기, 할로겐기 혹은 할로겐화 알킬기이며, 그 중의 적어도 1개는 할로겐기 혹은 할로겐화 알킬기이다. 또한, a5, f5 및 n5은 1 혹은 2의 정수이며, b5, c5 및 e5은 1∼4의 정수이며, d5은 0∼4의 정수이며, g5 및 m5은 1∼3의 정수다.) [청구항 13] 제 12 항에 있어서,상기 화9에 나타낸 화합물은, 화 12의 (1)∼(6)로 나타내는 화합물이며, 상기 화 10에 나타낸 화합물은, 화 13의 (1)∼ (8)로 나타내는 화합물이며, 상기 화 11로 나타낸 화합물은, 화 14로 나타내는화합물인것을특징으로 하는전해액.[화12][화13][화14] [청구항 14] 제 1 항에 있어서,화15∼화 17로 나타내는 화합물로 이루어진 군 중 적어도 1종을 함유하는 전해질염을 포함한 것을 특징으로 하는 전해액.[화15](m 및 n은 1이상의 정수다.)[화탄소수 2이상 4이하의 직쇄형 혹은 분기형의 퍼플루오로알킬렌기이다.)[화17](p, q 및 r는 1이상의 정수다.) [청구항 15] 세퍼레이터를 거쳐서 대향된 정극 및 부극과, 전해액을 구비한 이차전지로서, 상기 정극, 상기 부극, 상기 세퍼레이터 및 상기 전해액 중 적어도 1개는, 산무수물기 및 설포닐기를 갖는 술폰 화합물을 함유한 것을 특징으로 하는 이차전지 [청구항 16] 제 15 항에 있어서,상기 술폰 화합물은, 화 18로 나타내는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 이차전지.[화18](r은 (m+n)가의 탄화수소기 혹은 할로겐화 탄화수소기이며, x는 할로겐기, 수산기 혹은 -ｏｍ으로 나타내는 기이며, m 및 n은 1이상의 정수다. 다만, m은 알칼리 금속, 알칼리토류금속실릴에스테르기이다.) [청구항 17] 제 16 항에 있어서,상기 술폰 화합물은, 화 19로 나타내는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 이차전지.[화19](r2는 직쇄형, 분기형 혹은 고리형의 포화 탄화수소기, 불포화 탄화수소기, 할로겐화 포화 탄화수소기 혹은 할로겐화 불포화 탄화수소기, 또는 그것들의 유도체이며, r3은 탄소수 0이상의 탄화수소기이며, x1은 할로겐기, 수산기 혹은 -ｏｍ1로 나타내는 기이며, m1은 1이상의 정수다. 다만, m1은 알칼리 금속, 알칼리토류 금속실릴에스테르기이다.) [청구항 18] 제 16 항에 있어서,상기 술폰 화합물은, 화 20로 나타내는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 이차전지.[화20](r4은 직쇄형, 분기형 혹은 고리형의 포화 탄화수소기, 불포화 탄화수소기, 할로겐화 포화 탄화수소기 혹은 할로겐화불포화 탄화수소기, 또는 그것들의 유도체이며, r5은 탄소수 0이상의 탄화수소기이며, x2은 할로겐기, 수산기 혹은 -ｏｍ2로 나타내는 기이며, m2은 1이상의 정수다. 다만, m2은 알칼리 금속, 알칼리토류 금속실릴에스테르기이다.) [청구항 19] 제 15 항에 있어서,상기 술폰 화합물은,상기전해액중분산되는것을특징으로 하는이차전지. [청구항 20] 제 15 항에 있어서,상기 전해액은, 화 21∼화 23로 나타내는 불포화결합을 갖는 고리형 탄산 에스테르를 함유하는용매포함한것을특징으로 하는이차전지.[화21](r11 및 r12은 수소기 혹은 알킬기이다.)[화22](r13∼r16은 수소기, 알킬기, 비닐기 혹은 아릴기이며, 그것들 중 적어도 1개는 비닐기 혹은 아릴기다.)[화23](r17은 알킬렌기이다.) [청구항 21] 제 20 항에 있어서,상기 화21에 나타낸 불포화결합을 갖는 고리형 탄산 에스테르는, 탄산 비닐렌이며, 상기 화 22에 나타낸 불포화결합을 갖는 고리형 탄산 에스테르는, 탄산 비닐 에틸렌이며, 상기 화 23에 나타낸 불포화결합을 갖는 고리형 탄산 에스테르는,탄산메틸렌에틸렌인것을특징으로 하는이차전지. [청구항 22] 제 15 항에 있어서,상기 전해액은, 화 24로 나타내는 할로겐을 갖는 쇄형탄산 에스테르 및 화 25로 나타내는 할로겐을 갖는 고리형 탄산 에스테르 중 적어도 1종을 함유하는용매포함한것을특징으로 하는이차전지.[화24](r21∼r26은 수소기, 할로겐기, 알킬기 혹은 할로겐화 알킬기이고, 그것들 중 적어도 1개는 할로겐기 혹은 할로겐화 알킬기이다.)[화25](r27∼r30은 수소기, 할로겐기, 알킬기 혹은 할로겐화 알킬기이고, 그것들 중 적어도 1개는 할로겐기 혹은 할로겐화 알킬기이다.) [청구항 23] 제 22 항에 있어서,상기 화24에 나타낸 할로겐을 갖는 쇄형탄산 에스테르는, 탄산플루오로메틸메틸, 탄산디플루오로메틸메틸 혹은 탄산 비스(플루오로 메틸)이며, 상기 화 25에 나타낸 할로겐을 갖는 고리형 탄산 에스테르는, 4-플루오로-1,3-디옥소란-2-온 혹은 4,5-디플루오로-1,3-디옥소온인것을특징으로 하는이차전지. [청구항 24] 제 15 항에 있어서,상기 전해액은,술톤포함한것을특징으로 하는이차전지. [청구항 25] 제 15 항에 있어서,상기 전해액은,산무수물포함한것을특징으로 하는이차전지. [청구항 26] 제 15 항에 있어서,상기 전해액은, 육불화 인산 리튬, 4불화 붕산 리튬, 과염산 리튬 및 육불화 비소산 리튬으로 이루어진 군 중 적어도 1종을 함유하는전해질염함유하는것을특징으로 하는이차전지. [청구항 27] 제 15 항에 있어서,상기 전해액은, 화 26∼화 28로 나타내는 화합물로 이루어진 군 중 적어도 1종을 함유하는전해질염포함한것을특징으로 하는이차전지.[화26](x31은 장주기형 주기표에 있어서의 1족원소 혹은 2족원소, 또는 알루미늄이다. m31은 천이금속, 또는 장주기형 주기표에 있어서의 13족원소, 14족원소 혹은 15족원소다. r31은 할로겐기이다. y31은 -ｏｃ-r32-ｃｏ-, -oc-c (r33)2- 또는 -ｏｃ-ｃｏ-이다. 다만, r32은 알킬렌기, 할로겐화 알킬렌기, 아릴렌기 혹은 할로겐화아릴렌기이다. r33은 알킬기, 할로겐화 알킬기, 아릴기 혹은 할로겐화 아릴기이다. 또한, a3은 1∼4의 정수이며, b3은 0, 2 혹은 4의 정수이며, c3, d3, m3 및 n3은 1∼3의 정수다.)[화27](x41은 장주기형 주기표에 있어서의 1족원소 혹은 2족원소다. m41은 천이금속, 또는 장주기형 주기표에 있어서의 13족원소, 14족원소 혹은 15족원소다. y41은 -ｏｃ- (c(r41)2)b4-ｃｏ-, - (r43)2 c- (c (r42)2)c4 -ｃｏ-, - (r43)2 c- (c (r42)2)c4-c (r43)2-, - (r43)2 c- (c (r42)2)c4-ｓｏ2-, -o2s- (c (r42)2)d4-ｓｏ2- 또는 -ｏｃ-(c(r42)2)d4-ｓｏ2-이다. 다만, r41 및 r43은 수기, 알킬기, 할로겐기 혹은 할로겐화 알킬기이며, 각각 중 적어도 1개는 할로겐기 혹은 할로겐화 알킬기이다. r42은 수소기, 알킬기, 할로겐기 혹은 할로겐화 알킬기이다. 또한, a4, e4 및 n4은 1 혹은 2의 정수이며, b4 및 d4은 1∼4의 정수이며, c4은 0∼4의 정수이며, f4 및 m4은 1∼3의 정수다.)[화28](x51은 장주기형 주기표에 있어서의 1족원소 혹은 2족원소다. m51은 천이금속, 또는 장주기형 주기표에 있어서의 13족원소, 14족원소 혹은 15족원소다. rf는 불소화 알킬기 혹은 불소화 아릴기이며, 어느쪽의 탄소수도 1∼10이다. y51은 -ｏｃ- (c (r51)2)d5-ｃｏ-, - (r52)2 c- (c (r51)2)d5-ｃｏ-, -(r52)2 c- (c (r51)2)d5-c (r52)2-, - (r52)2c- (c (r51)2)d5-ｓｏ2-, -o2s- (c (r51)2)e5 -ｓｏ2- 또는 -ｏｃ- (c (r51)2)e5-ｓｏ2-이다. 다만, r51은 수기, 알킬기, 할로겐기 혹은 할로겐화 알킬기이다. r52은 수소기, 알킬기, 할로겐기 혹은 할로겐화 알킬기이며, 그 중의 적어도 1개는 할로겐기 혹은 할로겐화 알킬기이다. 또한, a5, f5 및 n5은 1 혹은 2의 정수이며, b5, c5 및 e5은 1∼4의 정수이며, d5은 0∼4의 정수이며, g5 및 m5은 1∼3의 정수다.) [청구항 28] 제 27 항에 있어서,상기 화26에 나타낸 화합물은, 화 29의 (1)∼(6)로 나타내는 화합물이며, 상기 화 27에 나타낸 화합물은, 화 30의 (1)∼(8)로 나타내는 화합물이며, 상기 화 28에 나타낸 화합물은, 화 31로 나타내는화합물인것을특징으로 하는이차전지.[화29][화30][화31] [청구항 29] 제 15 항에 있어서,상기 전해액은, 화 32∼화 34로 나타내는 화합물로 이루어진 군 중 적어도 1종을 함유하는 전해질염을 포함한 것을 특징으로 하는 이차전지.[화32](m 및 n은 1이상의 정수다.)[화탄소수 2이상 4이하의 직쇄형 혹은 분기형의 퍼플루오로알킬렌기이다.)[화34](p, q 및 r는 1이상의 정수다.) [청구항 30] 제 15 항에 있어서,상기 부극은, 부극집전체에 설치된 부극활물질층 위에 피막을 갖고, 상기 피막은,상기술폰화합물함유하는것을특징으로 하는이차전지. [청구항 31] 제 30 항에 있어서,상기 피막은, 알칼리 금속염 및 알칼리토류 금속염 중 적어도 1종 (상기 술폰 화합물에 해당하는 것을제외함유하는것을특징으로 하는이차전지. [청구항 32] 제 30 항에 있어서,상기 부극활물질층은, 규소의 단체, 합금 및 화합물, 및 주석의 단체, 합금 및 화합물 중 적어도 1종을 함유하는부극활물질포함한것을특징으로 하는이차전지. [청구항 33] 제 30 항에 있어서,상기 부극활물질층은, 복수의 부극활물질 입자를 가짐과 동시에, 상기 부극활물질 입자의 표면을 피복하는산화물함유막갖는것을특징으로 하는이차전지. [청구항 34] 제 33 항에 있어서,상기 산화물함유막은, 케이, 게르마늄(ｇｅ)및주석중적어도1종의산화물함유하는것을특징으로 하는이차전지. [청구항 35] 제 30 항에 있어서,상기 부극활물질층은, 복수의 부극활물질 입자를 가짐과 동시에, 상기 부극활물질 입자간의 간격에 전극반응 물질과 합금화하지 않는금속재료갖는것을특징으로 하는이차전지. [청구항 36] 제 35 항에 있어서,상기 부극활물질 입자는, 그 입자내에 다층구조를 갖고, 상기 부극활물질층은, 상기 부극활물질 입자내의 간격에상기금속재료갖는것을특징으로 하는이차전지. [청구항 37] 제 35 항에 있어서,상기 금속재료는, 철, 코발트, 니켈, 아연및동중적어도1종인것을특징으로 하는이차전지. [청구항 39] 제 38 항에 있어서,상기 술폰 화합물은, 화 35로 나타내는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조 방법.[화35](r은 (m+n)가의 탄화수소기 혹은 할로겐화탄화수소기이며, x는 할로겐기, 수산기 혹은 -ｏｍ으로 나타내는 기이며, m 및 n은 1이상의 정수다. 다만, m은 알칼리 금속, 알칼리토류금속실릴에스테르기이다.) [청구항 40] 제 39 항에 있어서,상기 술폰 화합물은, 화 36로 나타내는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조 방법.[화36](r2은 직쇄형, 분기형 혹은 고리형의 포화 탄화수소기, 불포화 탄화수소기, 할로겐화 포화 탄화수소기 혹은 할로겐화불포화 탄화수소기, 또는 그것들의 유도체이며, r3은 탄소수 0이상의 탄화수소기이며, x1은 할로겐기, 수산기 혹은 -ｏｍ1로 나타내는 기이며, m1은 1이상의 정수다. 다만, m1은 알칼리 금속, 알칼리토류 금속실릴에스테르기이다.) [청구항 41] 제 39 항에 있어서,상기 술폰 화합물은, 화 37로 나타내는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조 방법.[화37](r4은 직쇄형, 분기형 혹은 고리형의 포화 탄화수소기, 불포화 탄화수소기, 할로겐화 포화 탄화수소기 혹은 할로겐화불포화 탄화수소기, 또는 그것들의 유도체이며, r5은 탄소수 0이상의 탄화수소기이며, x2은 할로겐기, 수산기 혹은 -ｏｍ2로 나타내는 기이며, m2은 1이상의 정수다. 다만, m2은 알칼리 금속, 알칼리토류 금속실릴에스테르기이다.) [청구항 47] 제 46 항에 있어서,화38로 나타내는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 술폰 화합물.[화38](r은 (m+n)가의 탄화수소기 혹은 할로겐화탄화수소기이며, x는 할로겐기, 수산기 혹은 -ｏｍ으로 나타내는 기이며, m 및 n은 1이상의 정수다. 다만, m은 알칼리 금속, 알칼리토류금속실릴에스테르기이다.) [청구항 48] 제 47 항에 있어서,화39로 나타내는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 술폰 화합물.[화39](r2은 직쇄형, 분기형 혹은 고리형의 포화 탄화수소기, 불포화 탄화수소기, 할로겐화 포화 탄화수소기 혹은 할로겐화불포화 탄화수소기, 또는 그것들의 유도체이며, r3은 탄소수 0이상의 탄화수소기이며, x1은 할로겐기, 수산기 혹은 -ｏｍ1로 나타내는 기이며, m1은 1이상의 정수다. 다만, m1은 알칼리 금속, 알칼리토류 금속실릴에스테르기이다.) [청구항 49] 제 47 항에 있어서,화40로 나타내는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 술폰 화합물.[화40](r4은 직쇄형, 분기형 혹은 고리형의 포화 탄화수소기, 불포화 탄화수소기, 할로겐화 포화 탄화수소기 혹은 할로겐화불포화 탄화수소기, 또는 그것들의 유도체이며, r5는 탄소수 0이상의 탄화수소기이며, x2은 할로겐기, 수산기 혹은 -ｏｍ2로 나타내는 기이며, m2은 1이상의 정수다. 다만, m2은 알칼리 금속, 알칼리토류 금속실릴에스테르기이다.)