[發明專利]一種高分散微米級類球形銀粉的制備方法

在審

• 申請號: 201710656661.3
• 申請日: 2017-08-03
• 公開（公告）號: CN107498063A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 楊宏偉;郭帥龍;方衛
• 申請（專利權）人: 昆明貴金屬研究所;貴研鉑業股份有限公司
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B22F1/00
• 代理公司: 昆明今威專利商標代理有限公司53115
• 代理人: 賽曉剛

技術領域

本發明涉及一種高分散、高振實、低燒損微米級類球形銀粉的制備方法，具體涉及采用液相還原法制備微米級類球形銀粉，可直接應用于電子漿料、微電子元件及太陽能電池正極材料中，屬于貴金屬超細銀粉制備的領域。

技術背景

21世紀以來，隨著社會經濟的快速發展及對能源的高度需求，導致不可再生資源短缺和在使用過程中對全球氣候及環境造成嚴重破壞。現在人們越來越多的關注風能、水能、太陽能等可再生資源的開發和利用，尤其是太陽能是人類最重要的可再生能源之一,它是一種無污染、可再生、儲量巨大、取之不盡、用之不竭的清潔能源,充滿了誘人的前景。因此,太陽能的研究和應用已成為世界新能源研究的熱點。其中，銀粉作為太陽能電池電極關鍵的原材料，其主要性能包括分散性、振實密度、燒損、粒徑大小和分布等直接影響燒結后太陽能電池的性能。目前，業界普遍認為，高分散、高振實、低燒損的微米或亞微米尺寸的類球狀銀粉是提高太陽能電池性能的關鍵因素之一。

目前，類球形銀粉制備方法很多，主要有機械球磨法、霧化法、物理氣相蒸發凝聚法、電化學沉積法、溶膠凝膠法、液相還原法等。其中，液相還原法由于整體操作工藝簡便，投入小，產出大，耗損少，性能好而成為目前最具潛力的制備方法之一，對于傳統產品升級以及新技術與新材料的開發，具有極其重要的意義。

譬如，中國專利文獻CN105880626A公開了一種太陽能正極類球形超細銀粉制備方法，該方法通過在堿性條件下多步反應還原硝酸銀，然后洗滌烘干得到分散性好、振實密度高、粒度形態均勻的超細銀粉，銀粉的粒徑為1.8-2.5μm，振實密度≥5.0g/cm³。

中國專利文獻CN104475755A公開了一種太陽能正極類球形超細銀粉制備方法，該方法通過使用入聚乙烯吡咯烷酮和阿拉伯樹膠為保護劑，將硝酸銀溶液緩緩加入維生素C溶液中，反應30-40min，然后洗滌烘干得到D50在1-2μm的類球型銀粉。

中國專利文獻CN104668573A公開了一種太陽能電池正極漿料用超細銀粉的制備方法，該方法通過以聚乙二醇4000為分散劑，用抗壞血酸直接還原硝酸銀溶液制備太陽能電池正極漿料用銀粉。

中國專利文獻CN105914242A公開一種太陽能電池正極材料用超細銀粉的制備方法，該方法通過利用糯米經蒸煮后研磨成漿料，再用酶處理，使部分淀粉分解成還原性的小分子糖類，而未分解的淀粉經無氧發酵后生成酸性物質，再利用生成的還原性小分子糖類與硝酸銀溶液反應生成超細銀粉,銀粉的粒徑為1.8-2.0μm，振實密度3.9-4.1g/cm³。

上述報道的制備類球形銀粉的方法或者反應過程繁瑣、反應時間長；或者使用試劑對環境不夠友好；或者得到的類球形銀粉粒徑分布不均一；或者振實過低，有團聚現象，無法很好地應用于目前太陽能正極領域。

發明內容

本發明解決的技術問題在于提供一種高分散微米級類球形銀粉的高效快速制備方法，由該方法制備的微米級類球形銀粉具有優異的分散性和顆粒大小均一性，振實密度大于4.0g/cm³、燒損小于0.7％。尤其是其合成過程簡單、快速、后續處理簡便且重復性高，從而有利于實施工業化生產。

實現本發明目的的技術方案是一種高分散微米級類球形銀粉的制備方法，由體系pH在1-6下，含有分散劑的銀鹽水溶液與抗壞血酸水溶液反應獲得。

具體包括以下步驟：

步驟A：分別配制質量濃度為10-100g/L的銀鹽水溶液和質量濃度為15-150g/L的抗壞血酸水溶液，其中銀鹽水溶液的體積是抗壞血酸水溶液體積的0.8-2.5倍；

步驟B：按表面活性劑：銀鹽的質量比＝0.05-0.40的比例稱取表面活性劑，并將其配制成質量濃度為1-7g/L的表面活性劑水溶液，其中，表面活性劑水溶液的體積是銀鹽水溶液體積的3-5倍；

步驟C：向上述步驟A和B中配制的銀鹽水溶液、抗壞血酸水溶液和表面活性劑水溶液中分別加入酸液，調整上述溶液pH在1.0-6.0之間，并將表面活性劑水溶液按體積等分兩份，分別加入到銀鹽水溶液和抗壞血酸水溶液中；

步驟D：在室溫下調節攪拌，速率為200-500rpm，快速向步驟C配制的銀鹽和表面活性劑混合水溶液中加入步驟C配制的抗壞血酸和表面活性劑混合水溶液，持續攪拌反應一段時間，反應后的溶液離心或靜置沉降分離、洗滌、干燥處理后即得高分散微米級類球形銀粉。

步驟A中銀鹽水溶液的濃度為10-100g/L，抗壞血酸水溶液濃度為15-150g/L，且溶液體積比近乎相等。