银粉及其制备方法与流程

本发明涉及金属粉体及其制备，尤其涉及一种银粉及其制备方法。

背景技术：

1、银粉作为一种功能性粉末材料，不仅导电、导热性能优异，而且在微观形貌、表面性质等方面具备独特的粉末特性，已成为电子制造和光伏发电中必不可少的原材料。随着光伏技术的迭代升级以及新能源汽车中功率半导体器件的大规模推广应用，市场需求已由传统高温烧结型银粉逐步向低温固化型银粉转变，其组成为粒径约1μm的亚微米银粉与二三百纳米的银粉，其中纳米银粉的存在可进一步降低烧结温度，优化电池工艺窗口。在实际应用中，通常是将两种不同粒径的银粉按一定比例混合掺杂使用，但混合效果欠佳，混粉不均匀，而通过化学法一次性还原生成大小掺杂的银粉可显著提高粉体微观组成的均匀性和烧结活性。

2、现有技术中，公开号为cn118060552a的专利中公开了高烧结活性银粉的制备方法，该专利通过在配制银溶液的过程中添加十二烷基苯磺酸钠，并利用碳酸钠和乙酸配制缓冲溶液，在反应过程中通过将缓冲溶液加入银溶液中，调控整个反应过程的ph，并利用甲醛还原碳酸银沉淀制备出小颗粒的银粉，之后再进行陈化处理，同时利用十二烷基苯磺酸钠对银粉的陈化过程进行调控，从而最终形成大小掺杂状态的银粉，其中大颗粒银粉的粒径为2~8μm，小颗粒银粉的粒径为0.2~0.6μm。但该专利中所提及的反应条件较为苛刻，银粉制备流程较长，而且采用有毒有害的甲醛为还原剂，无法进行批量化工业生产，实际应用价值较低。此外，随着太阳能电池技术的优化升级，该粒径分布的银粉已不能满足下游浆料的市场需求。

3、公开号为cn114042909a的专利中公开了一种复合微纳米银粉及其制备方法，该专利在酸性条件下，先通过液相化学还原法在指定温度下制备得到银微晶悬浮液；然后使用液相化学还原一步法在指定温度下制备得到微米银粉，在微米银粉生长过程中加入前述的银微晶悬浮液，通过控制银微晶悬浮液加入前后还原剂的加入量分配，调节纳米级银粉尺寸和混合质量比；得到的银粉包括两种尺寸，其中两种银粒直径的比值为2～15。但该方法是酸性反应体系，后续酸性废液处理难度大、成本高，且该方法需要两步还原制备，反应过程复杂，条件控制苛刻。

技术实现思路

1、鉴于背景技术中存在的技术问题，本申请提供了一种银粉及其制备方法，旨在解决现有制备银粉工艺复杂，条件苛刻，原料有毒有害，无法批量化工业生产，且银粉粒径分布无法满足下游浆料的市场需求的问题。

2、一方面，本申请实施例提供一种银粉的制备方法，包括如下步骤：

3、s1.配置银溶液

4、将硝酸银与去离子水充分混合，再加入氨水使溶液由浑浊变为澄清，并控制溶液ph为11~12，加入柠檬酸钠，搅拌至完全溶解，得到银溶液；其中，去离子水、硝酸银和柠檬酸钠的比例为100ml：30~80g：1~5g；

5、s2.配置还原液

6、将葡萄糖加入去离子水中，混合均匀后，得到还原液；

7、s3.氧化还原反应

8、在机械搅拌条件下，将步骤s2得到的还原液以10~15ml/min的速率滴加到步骤s1得到的银溶液中，滴加完成后，继续反应得到银粉物料；

9、s4.银粉后处理

10、将步骤s3得到的银粉物料经固液分离、洗涤、干燥和破碎处理，得到目标银粉。

11、本申请实施例的技术方案中，在银氨溶液体系中通过调节反应前溶液的ph和分散剂的添加顺序和用量，并协同控制还原剂的加入方式、添加顺序和速率，使反应体系的前期生成大量纳米银晶核，反应中后期所还原的银继续在银晶核基础上不完全均匀生长，最终形成了大小颗粒掺杂的银粉。

12、在一些实施例中，步骤s2中，所述葡萄糖的用量为所述硝酸银质量的60%~90%。

13、该实施例中，葡萄糖作还原剂还原银溶液中的银。

14、在一些实施例中，步骤s3中，所述继续反应的时间为1.5~2.5h。

15、该实施例中，在还原剂滴加完成后，继续反应一段时间，使银继续被还原出来，在银晶核基础上不完全均匀生长。

16、在一些实施例中，步骤s1中，所述氨水的质量浓度为23~27%。

17、该实施例中，在硝酸银中加入一定浓度的氨水，可将银离子还原为稳定的ag(nh3)2+，同时，为后续反应提供碱性环境。

18、在一些实施例中，步骤s3中，所述滴加过程和所述反应过程的温度为30~60℃；所述机械搅拌的转速为450~550rpm。

19、该实施例中，在特定温度和搅拌的条件下，能使银溶液与还原剂更好的接触，充分还原出银。

20、在一些实施例中，步骤s4中，所述干燥处理采用鼓风烘箱，所述干燥的温度为45~55℃；所述破碎处理采用流化床式气流磨，所述破碎处理的压力为0.5~0.7mpa。

21、该实施例中，通过干燥、研磨处理，使生成的银形成颗粒状的银粉。

22、第二方面，本申请实施例提供一种银粉，采用所述的银粉的制备方法制备得到；所述银粉中含有粒径为0.8~1.2μm的大颗粒银粉和粒径为0.1~0.3μm的小颗粒银粉。

23、本申请实施例的技术方案中，大颗粒银粉形成主体导电结构，小颗粒纳米银粉填充银粉间隙并改变亚微米银粉的接触状态，可降低固化温度和导通电阻，从而提高银粉的烧结活性和导电性。

技术特征：

1.一种银粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的银粉的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述葡萄糖的用量为所述硝酸银质量的60%~90%。

3.根据权利要求1所述的银粉的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述继续反应的时间为1.5~2.5h。

4.根据权利要求1所述的银粉的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述氨水的质量浓度为23~27%。

5.根据权利要求1所述的银粉的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述滴加过程和所述反应过程的温度为30~60℃。

6.根据权利要求1所述的银粉的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述机械搅拌的转速为450~550rpm。

7.根据权利要求1所述的银粉的制备方法，其特征在于，步骤s4中，所述干燥处理采用鼓风烘箱，所述干燥的温度为45~55℃。

8.根据权利要求1所述的银粉的制备方法，其特征在于，步骤s4中，所述破碎处理采用流化床式气流磨，所述破碎处理的压力为0.5~0.7mpa。

9.一种银粉，其特征在于，采用权利要求1~8中任一项权利要求所述的银粉的制备方法制备得到。

10.根据权利要求9所述的银粉，其特征在于，所述银粉中含有粒径为0.8~1.2μm的大颗粒银粉和粒径为0.1~0.3μm的小颗粒银粉。

技术总结
本发明提供了一种银粉及其制备方法，属于金属粉末制备技术领域。本发明在银氨溶液体系中通过调节反应前溶液的pH和分散剂的添加顺序和用量，并协同控制还原剂的加入方式、添加顺序和速率，使反应体系的前期生成大量纳米银晶核，反应中后期所还原的银继续在银晶核基础上不完全均匀生长，最终形成了大小颗粒掺杂的银粉。本发明采用一次液相化学还原法即可获得粒径为0.8~1.2μm的大颗粒和粒径为0.1~0.3μm的小颗粒混合态银粉，其中，大颗粒银粉形成主体导电结构，小颗粒纳米银粉填充银粉间隙并改变亚微米银粉的接触状态，可降低固化温度和导通电阻，从而提高银粉的烧结活性和导电性，可广泛应用于低温固化型光伏电池和功率半导体器件等领域。

技术研发人员：庞亿,高健宝,王菊
受保护的技术使用者：长春黄金研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/18