[发明专利]一种高活性镂空银粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高活性镂空银粉及其制备方法，属于高活性银粉制备领域。

背景技术

目前研究高活性银粉的方向主要是增大银粉的比表面积，如制成中空球体和纳米尺寸的粉体，或改善银粉的表面活性等。这些研究制备的银粉比表面积比传统银粉的比表面积2平方米/克增大到20平方米/克，但在制成电池正极材料后，电池的电性能指标并没有对应的提高。主要原因是比表面积虽然增大，活性变高，但制成氧化银电极后有相当多微孔是独立的，反应物及反应产物的浓度梯度大，由传质引起的浓差极化大，导致正极电极电位严重降低，正极活性物质的利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种高比表面积的镂空银粉及所述高比表面积的镂空银粉的制备方法。根据电池正极所需银粉的特点，本发明采用独特的制备技术，用大孔树脂作为载体，利用大空树脂的构架，经过还原，分解，得到一个镂空结构的粉体。从电镜下能够看出，其粉体颗粒是一个类球型，尺寸在30～150微米。

本发明的上述目的是通过以下技术方案达到的：

一种高活性镂空银粉，该银粉颗粒的形状为镂空的类球形，颗粒的直径为35微米～150微米，比表面积≥25平方米/克。

一种高活性镂空银粉的制备方法，包括如下步骤：

（1）配制浓度为20克/升～250克/升的硝酸银溶液，将大孔树脂装入有机玻璃柱中，采用萃取色层法的方式，硝酸银溶液的流速为50～350毫升/分，得到硝酸银树脂；

（2）将步骤（1）制备硝酸银树脂加热到30℃～75℃，加入氨水，调pH值为8～10，再加入水合肼，将硝酸银树脂还原为银树脂，用去离子洗涤，得到pH值为7的银树脂，然后过滤，干燥；

（3）将步骤（2）制备干燥的银树脂放入热分解炉中，以2℃/分～60℃/分升温速度升温，通入空气速率为0.1升/分～50升/分，升温至350℃～750℃，保温100分～450分，进行热分解；然后自然降温至250℃以下，粉碎，过筛，得到镂空银粉。

步骤（1）中，大孔树脂包括苯乙烯-二乙烯基苯树脂、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-丙烯酸甲酯、苯乙烯-三甲基丙烯酸甘油酯、苯乙烯-二甲基丙烯酸乙醇酯、聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯腈和聚氨酯树脂。所述树脂的粒径范围在0.01～1.25毫米，优选0.1～1.10毫米，树脂的平均孔径在，比表面积在600～1000平方米/克。

步骤（1）中，优选硝酸银溶液的浓度30克/升～150克/升，优选硝酸银溶液的流速为70～200毫升/分。

步骤（2）中，优选硝酸银树脂加热温度为35℃～75℃；干燥温度为30℃～200℃，干燥时间为2～30小时；优选干燥温度为50℃～80℃，优选干燥时间为5～10小时。

步骤（3）中，优选升温速度为8℃/分～45℃/分，优选空气速率为3升/分～25升/分，优选热分解温度为400℃～600℃，优选热分解时间150～350分。

用S-4800场发射扫描电镜测定结果表明：本发明得到的银粉是镂空的，即每一个颗粒是一个镂空球体，内部是一个三维的网状结构，空洞之间是相互沟通的。镂空银粉的粒径范围处于30～150微米之间。

用全自动比表面及空隙度分析仪（SB-091A）检测，镂空银粉的比表面积25～55平方米/克之间。

本发明得到的镂空银粉每一个颗粒的内部存在大量的纳米空洞，即每一个颗粒是一个镂空球体，内部是一个三维的网状结构，空洞之间是相互沟通的，比表面积可高达50平方米/克。这种高活性镂空银粉制成的氧化银正极，可以使各个空洞有效勾连，有利于反应物及反应产物的渗透和扩散，大大降低了氧化银正极的浓差极化，提高正极电位，在化成中，银的转化率（转化成氧化银）也有所提高，因而使氧化银正极的电容量得到提高。

而且这种高活性镂空银粉的比表面积大于25平方米/克，制成的氧化银正极，可以提高电极的有效反应面积，减少电流密度，从而减少电极极化，改善电池的输出性能（电流和电压）。提高电池电压和活性物质的利用率，另外高活性银粉在保证孔率的情况下，与传统银粉相比，在等量情况下，压制成氧化银电极厚度更薄，进一步提高传质效率，提高了正极活性物质的利用率。

下面的通过附图和实施例对本发明做进一步的说明，但不意味着对本发明保护范围的限制。

附图说明

图1是本发明银粉的扫描电镜图。

图2是本发明银粉单个颗粒的扫描电镜图。

图3是本发明银粉颗粒局部的扫描电镜图。

具体实施方式