[发明专利]一种铝基导电粉体的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种铝基导电粉体的制备方法，该方法是以预处理铝粉为基本单元，通过化学镀还原法或化学镀置换法制得混合或包覆的X‑Al复合导电粉体，其中X为Sn、Ni、Ag、Cu、或Zn，其中X在X‑Al复合导电粉体的质量比为10～20%；本发明方法制得的X‑Al复合导电粉体使用效果稳定，抗氧化性高；采用铝基导电粉体制备的铝电极表面光滑完整，组织致密均匀，与基体结合力好，与纯银电极相比不会出现离子迁移现象，本发明材料制得的电极浆料与纯铝浆相比，方阻明显降低，可作为优异的导电铝浆进行使用，铝浆烧结后形成的电极与基体结合力好，长期放置时具有优异的抗氧化性能和抗老化性能；适用于工业化生产和市场推广应用。

技术领域

本发明属于电极材料制备领域，具体涉及一种铝基导电粉体的制备方法和该铝基导电粉体在金属电极上的应用。

背景技术

传统的电极浆料多涉及贵金属，尤其是银电极浆料，使用范围广，使用频率高。但近年来，随着贵金属价格的提高及对低成本生产的追求，以纯银电极为代表的贵金属浆料受到较大限制。以贱金属代替贵金属用于电子浆料中已经得到较大发展，尤其是铜电极浆料和铝电极浆料。铜电极浆料在使用时会出现烧结无氧化环境的要求，在使用方面有一定限制，而铝电极可以在空气中烧结，使用较为方便。但铝电极与银电极相比电阻较大且会出现长时间放置易氧化的现象。因此开发抗氧化铝基复合材料制备金属电极有较好的发展前景。本发明通过不同的包覆手段制备铝基导电粉体及制备铝金属电极，电极性能较好，抗氧化能力较强。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种铝基导电粉体的制备方法，该方法以预处理铝粉为基本单元，通过化学镀还原法或化学镀置换法制得混合或包覆的X-Al复合导电粉体，其中X为Sn、Ni、Ag、Cu、或Zn，其中X在X-Al复合导电粉体的质量比为10～20%；本发明产品制备的铝基导电粉体能满足工业生产制备低阻率高抗氧化性铝电极的需求，以此替代纯银电极等贵金属电极，降低成本。

本发明方法中预处理铝粉是将粒径2～3μm的铝粉置于0.002～0.0025mol/L的碱溶液中处理1～2min，然后取出用去离子水洗涤至中性，再放入粉体体积2～3倍的体积浓度5～7%的稀盐酸中，加热至40～50℃处理10～15min，取出沉淀，用水洗涤至洗液为中性，干燥备用。

所述碱溶液中的碱为NaOH或KOH。

当X为Ag时，采用化学镀置换法将Ag包覆在Al表面，具体步骤如下：

（1）将预处理铝粉配制成质量浓度40～60%的铝粉悬浮液，在超声搅拌、40～50℃条件下，以25～35滴/min的速度将铝粉悬浮液滴加到镀Cu液中，同时滴加质量浓度10～15%的PVP分散液；

（2）待铝粉悬浮液滴加完后，继续超声搅拌25～35min，超声完成后静置，倒去上清液，将粉体用去离子水洗涤至上清液pH为中性，干燥后得到Cu-Al复合导电粉体；

（3）将Cu-Al复合导电粉体配制成质量浓度40～50%的悬浮液，在超声搅拌、45～55℃条件下，以15～25滴/min滴加到镀Ag溶液中，同时滴加质量浓度10～15%的PVP分散液；

（4）待步骤（3）悬浮液滴加完后，继续超声搅拌25～35min，取出固体，静置洗涤至上清液pH为中性，干燥后得到Ag-Al复合导电粉体。

所述镀铜液的组成物为五水合硫酸铜5g/200mL、乙二胺四乙酸6g/200mL、酒石酸钾钠2g/200mL、亚铁氰化钾0.0004g/200mL、甲醇1.27mL/200mL、甲醛1.66mL/200mL、氢氧化钠8g/200mL；镀铜液pH值为9～10。

所述镀Ag液的组成物为AgNO₃ 9.85g/300mL、三乙酸四胺32～35mL/300mL、C₆H₁₂O₆25～30g/300mL。