[发明专利]一种块状超细银粉及其制备方法与用途

说明书

本发明属于特种金属功能粉体制造领域，涉及一种块状超细银粉及其制备方法与用途，所述制备方法选用可溶性银源、酯类保护剂以及糖类还原剂并搭配醇类水溶液作为溶剂，配制得到前驱体溶液并进行化学还原反应，一步实现块状超细银粉的制备，无需进行pH调节，制备工艺简单，可重复性高，可以成倍放大生产规模，从而大幅度提升生产效率，且大规模生产的质量稳定；使用所述制备方法制得的块状超细银粉收率最高可达96％，且分散性优良，平均粒径2～6μm，振实密度最高可至5.1g/cm³，且所得块状超细银粉的电阻率低至0.000022Ω·cm，是生产导电银浆和光伏银浆的理想材料。

技术领域

本发明属于特种金属功能粉体制造领域，具体涉及一种块状超细银粉及其制备方法与用途。

背景技术

太阳能作为重要的可再生能源之一，其具备的无污染、储量大及可持续的应用特点使其逐渐成为世界新能源研究的热点。据报道，太阳能电池发电在未来全球能源布局中占有重要地位，作为替代传统能源的一种有效方式，其比重有望逐渐占据全球能源构成的主体位置。预计到2040年左右，可再生能源在全球总能源占比将达到50％以上，而其中太阳能电池发电占比也将达到20％以上。预计到本世纪末，太阳能电池发电占比将会60％以上，可以预见太阳能电池发电具有广阔的应用和发展前景。

导电浆料是硅基太阳能电池的主体材料，导电浆料一般是由银粉作为导电相，玻璃粉或者氧化物作为粘结相，并结合有机载体而构成的。导电浆料的组成配比、结构性质及制备工艺等会直接影响着太阳能电池的性能，其中作为导电浆料中重要组成成分的导电相银粉是最为关键的影响因素。太阳能电池用导电银浆主要是微米/亚微米的超细银粉，纳米银粉由于表面活性能高、容易产生团聚而在太阳能电池中较少应用，但纳米银粉的制备方法为微米/亚微米的超细银粉的制备提供了参考方案，国内外已经对超细银粉的制备工艺进行了大量的研究和报道，所制银粉粒径涉及微米、亚微米及纳米级，所制银粉形貌主要有块状、球状、片状及不规则形状等。

以上研究和报道中所使用的方法主要包括化学还原法、溶胶-凝胶法、电化学法、喷雾热解法及机械球磨法等，其中化学还原法由于制备工艺简单、产品可控性高、成本低廉且具有较好的重复性而得到了广泛应用。化学还原法可通过改变制备工艺中的还原剂、保护剂种类及用量、反应物浓度、溶剂种类、pH值及反应温度等参数对银粉的形貌、尺寸、表面结构和粒度分布进行调控，此方法尤其适用于对纳米级球状超细银粉的制备。

CN102632248A公开了一种球状银粉及其制备方法，以L-抗坏血酸作为还原剂、聚乙烯吡咯烷酮作为保护剂，并采用化学还原法从反应原料硝酸银溶液中还原得到粒径为1～3.5μm的球状超细银粉，但需要在整个反应过程中通过滴加氨水来控制全程反应的pH值恒定在3～6之间，以使得硝酸银还原反应的速率维持稳定，增加了该方法的复杂程度，同时该过程会产生有毒的亚硝酸气体，易对环境造成污染；CN105234426A公开了一种超细纳米银的制备方法，分别配置硝酸银溶液、聚乙二醇分散液与甲酸铵还原剂溶剂，再将三个溶液混合后经化学还原反应可以得到粒径为50～100nm的纳米级球状超细银粉。

但相比于球状超细银粉，片状和块状超细银粉在导电银浆中更具有优势，它们不仅比表面能更低、抗氧化性能更强、结构更稳定，而且在使用过程中多形成面接触和/或线接触，因而导致接触电阻较低，导电性较高。但现阶段对片状和块状超细银粉的制备仍主要依赖于机械球磨法，此方法的缺点在于容易引入杂质，重复性差且效率较低。而使用化学还原法制备片状超细银粉，尤其是制备块状超细银粉的案例报道十分缺少，因此通过化学还原法直接制备块状超细银粉是一个亟待研究并解决的问题。

发明内容