一种不规则银粉的制备方法与流程

1.本发明属于贵金属粉末材料制备技术领域，涉及一种不规则银粉的制备方法。


背景技术：

2.导电银浆主要是由不同比例的银粉、玻璃粉和有机载体以及各种微量添加剂充分混合、均匀润湿形成的悬浮体系。银粉一般占浆料总量的80%～90%，其粒径分布、微观形貌、含量等对导电银浆内部空间结构有重要影响。
3.由于其内部空间结构的性质不同，空间结构联结较弱的浆料流动性强易过网，印刷流平性好，但高宽比较低，线电阻较高；反之，空间结构联结强的浆料在印刷时需要刮板给予较大的力才能过网，相同条件下印刷后会产生较多的节点，同时太阳能电池效率也受到影响。
4.因此，为获得印刷性能优良的浆料，需要对银粉的粒径分布、微观形貌等进行更多的研究。专利《cn112974827a》报道了一种高振实密度、表面褶皱的球形银粉的制备方法，并指出相比于表面光滑的银粉，使用表面有褶皱的银粉制备的浆料印刷后电极具有更高的高宽比，但在制备过程中使用氨水和甲醛等具有刺激性气味的液体，不利于大规模生产。
5.专利《cn110919028a》报道了一种超细不规则型银粉的制备方法，避免了颗粒间的团聚，提高了粉体的分散性，但其制备的银粉振实密度较低，不适用于导电银浆。


技术实现要素：

6.本发明的目的是兼顾导电银浆的印刷性与印刷后银线的高宽比，利用颗粒间的团聚作用，提供一种不规则银粉的制备方法。
7.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种不规则银粉的制备方法，包括如下步骤（1）配置分散剂溶液：将22.2～26.6g聚乙烯吡咯烷酮溶于1000ml去离子水中，充分溶解后保持溶液温度为35℃，得到聚乙烯吡咯烷酮质量分数为1～5%的分散剂溶液；（2）配置银源溶液：将467.5～561g硝酸银溶于1200ml去离子水中，充分溶解后保持溶液温度为35℃，得到硝酸银质量分数为30～50%的银源溶液；（3）配置还原剂溶液：将290.4～438.6g抗坏血酸溶于1200ml去离子水中，充分溶解后保持溶液温度为35℃，得到抗坏血酸质量分数为20～40%的还原剂溶液；（4）在搅拌条件下，将银源溶液和还原剂溶液按照不同速度同时开始滴加至分散剂溶液中进行还原反应，还原剂溶液的滴速是银源溶液的1～1.5倍，待还原剂溶液滴加结束后加入2～5ml絮凝剂，并提高搅拌转速直至反应结束；（5）反应结束后，加入20～40ml絮凝剂使银粉絮凝沉淀，过滤洗涤数次后置于烘箱中干燥，得到d50粒度为1.0～1.5um，比表面积为0.45～0.56m2/g，振实密度为5.5～6.5g/cm3的不规则哑铃状银粉产品。
8.所述的一种不规则银粉的制备方法，其步骤（4）中银源溶液的滴加速度为40～
60ml/min，还原剂溶液的滴加速度为60～80ml/min。
9.所述的一种不规则银粉的制备方法，其步骤（4）中银源溶液和还原剂溶液同时滴加时搅拌转速为300～350rpm，还原剂溶液滴加结束后搅拌转速为500～550rpm。
10.所述的一种不规则银粉的制备方法，其步骤（4）和（5）中絮凝剂为聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素钠盐中的一种或几种，浓度为20～40%，优选浓度为25%。
11.本发明具有的优点和积极效果如下：1，与其它银粉制备方法相比，本方法在合成过程中利用颗粒之间的团聚作用，形成由几个一次粒子组成的不规则粒子团，进而继续反应生成不规则状的银粉颗粒。
12.2，由双颗粒组成哑铃状的银粉，具有较高的振实密度和良好的分散性。哑铃状银粉在导电银浆中具有良好的空间结构联结能力，印刷后提供支撑能力，从而获得较高的高宽比。
13.3，哑铃状银粉在烧结时提供定向收缩性，烧结后银膜致密，电阻低。
附图说明
14.图1为本发明实施例1的sem图片；图2为对比例1的sem图片；图3为本发明实施例2的sem图片。
具体实施方式
15.以下通过具体实施例对本发明进行进一步说明，显然，各具体实施例仅用于说明本发明的实施方法和相关参数，并不用于限定本发明。
16.实施例1（1）配置分散剂溶液：将26.6g的聚乙烯吡咯烷酮溶于1000ml去离子水中，充分溶解后保持溶液温度为35℃。
17.（2）配置银源溶液：将561g硝酸银溶于1200ml去离子水中，充分溶解后保持溶液温度为35℃。
18.（3）配置还原剂溶液：将438.6g的抗坏血酸溶于1200ml去离子水中，充分溶解后保持溶液温度为35℃。
19.（4）在350rpm的搅拌条件下，将银源溶液和还原剂溶液分别按照60ml/min和80ml/min速度同时开始滴加至分散剂溶液中进行还原反应，待还原剂溶液滴加结束后，加入5ml的浓度为25%的羧甲基纤维素钠溶液，搅拌转速调整为550rpm直至反应结束。
20.（5）反应结束后，加入40ml的浓度为25%的羧甲基纤维素钠溶液，使银粉絮凝沉淀，过滤洗涤数次后，置于烘箱中干燥，得到银粉产品。
21.通过sem进行表征分析，如图1所示，银粉形貌呈现类似于哑铃的不规则状，d50粒度为1.3um，比表面积为0.46m2/g，振实密度为6.14g/cm3。丝网印刷后高宽比为0.3，串阻75ω。
22.对比例1（1）配置分散剂溶液：将26.6g的聚乙烯吡咯烷酮溶于1000ml去离子水中，充分溶解后保持溶液温度为35℃。
23.（2）配置银源溶液：将561g硝酸银溶于1200ml去离子水中，充分溶解后保持溶液温度为35℃。
24.（3）配置还原剂溶液：将438.6g的抗坏血酸溶于1200ml去离子水中，充分溶解后保持溶液温度为35℃。
25.（4）在350rpm的搅拌条件下，将银源溶液和还原剂溶液分别按照60ml/min和80ml/min速度同时开始滴加至分散剂溶液中进行还原反应。
26.（5）反应结束后，加入40ml的浓度为25%的羧甲基纤维素钠溶液，使银粉絮凝沉淀，过滤洗涤数次后，置于烘箱中干燥，得到银粉产品。
27.通过sem进行表征分析，如图2所示，银粉形貌呈现类球状颗粒，d50粒度为1.27um，比表面积为0.48m2/g，振实密度为6.26g/cm3。丝网印刷后高宽比为0.26，串阻104ω。
28.实施例2（1）配置分散剂溶液：将22.2g的聚乙烯吡咯烷酮溶于1000ml去离子水中，充分溶解后保持溶液温度为35℃。
29.（2）配置银源溶液：将467.5g硝酸银溶于1200ml去离子水中，充分溶解后保持溶液温度为35℃。
30.（3）配置还原剂溶液：将290.4g的抗坏血酸溶于1200ml去离子水中，充分溶解后保持溶液温度为35℃。
31.（4）在300rpm的搅拌条件下，将银源溶液和还原剂溶液分别按照40ml/min和60ml/min速度同时开始滴加至分散剂溶液中进行还原反应，待还原剂溶液滴加结束后，加入2ml的浓度为25%的聚丙烯酰胺溶液，将搅拌转速调整为500rpm直至反应结束。
32.（5）反应结束后，加入20ml的浓度为25%的聚丙烯酰胺溶液使银粉絮凝沉淀，过滤洗涤数次后，置于烘箱中干燥，得到银粉产品。
33.通过sem进行表征分析，如图3所示，银粉形貌呈现类似于哑铃的不规则状，d50粒度为1.1um，比表面积为0.54m2/g，振实密度为5.93g/cm3。丝网印刷后高宽比为0.33，串阻58ω。
34.以上各实施例内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种不规则银粉的制备方法，其特征在于：包括如下步骤（1）将聚乙烯吡咯烷酮溶于去离子水中，充分溶解后保持溶液温度为35℃，得到聚乙烯吡咯烷酮质量分数为1～5%的分散剂溶液；（2）将硝酸银溶于去离子水中，充分溶解后保持溶液温度为35℃，得到硝酸银质量分数为30～50%的银源溶液；（3）将抗坏血酸溶于去离子水中，充分溶解后保持溶液温度为35℃，得到抗坏血酸质量分数为20～40%的还原剂溶液；（4）在搅拌条件下，将银源溶液和还原剂溶液按照不同速度同时滴加至分散剂溶液中进行还原反应，还原剂溶液的滴速是银源溶液的1～1.5倍，还原剂溶液滴加结束后加入2～5ml絮凝剂，并提高搅拌转速直至反应结束；（5）加入20～40ml絮凝剂使银粉絮凝沉淀，过滤洗涤后置于烘箱中干燥，得到d50粒度为1.0～1.5um，比表面积为0.45～0.56m2/g，振实密度为5.5～6.5g/cm3的不规则银粉产品。2.根据权利要求1所述的一种不规则银粉的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中银源溶液的滴加速度为40～60ml/min，还原剂溶液的滴加速度为60～80ml/min。3.根据权利要求1所述的一种不规则银粉的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中银源溶液和还原剂溶液滴加时搅拌转速为300～350rpm，还原剂溶液滴加结束后搅拌转速为500～550rpm。4.根据权利要求1所述的一种不规则银粉的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）和（5）中絮凝剂为聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素钠盐中的一种或几种，浓度为20～40%。

技术总结
本发明公开了一种不规则银粉的制备方法，分别按浓度要求配置分散剂溶液、银源溶液和还原剂溶液，并保持溶液在一定的温度，在搅拌条件下将银源溶液和还原剂溶液按照不同速度同时开始滴加至分散剂溶液中进行还原反应，还原剂溶液的滴速是银源溶液的1.5倍，待还原剂溶液滴加结束后，加入2～5mL絮凝剂，提高搅拌转速直至银源溶液滴加结束，滴加结束后再次加入絮凝剂使银粉絮凝沉淀，过滤洗涤数次后，置于烘箱中干燥，得到不规则银粉。本发明制备的银粉形貌不规则呈哑铃状，D50粒度为1.0～1.5um，比表面积为0.45～0.56m2/g，振实密度为5.5～6.5g/cm3。。。


技术研发人员：朱新功 陈大鹏 王灿 朱佩佩 袁松
受保护的技术使用者：武汉长海电力推进和化学电源有限公司
技术研发日：2022.02.18
技术公布日：2022/5/25