一种类球形银粉的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高比面积类球形银粉的制备方法，包括：(1)将分散剂溶解于去离子水中，加入还原剂，溶解完全后利用pH值调节剂控制初始还原剂溶液pH值为1～2，即得还原剂溶液；(2)分别配置并得到氧化剂溶液和过程碱性pH值控制剂溶液；(3)利用蠕动泵或计量泵所得的氧化剂溶液和过程碱性pH值控制剂溶液同时滴加至还原剂溶液中，进行还原反应，滴加的速率控制在0.25L～15L/min之间，且保持混合反应液的pH值为3～9；(4)固液分离，干燥后得高比面积类球形银粉；调节各反应阶段银离子被还原的速率，达到控制混合反应液中生成银粉的颗粒尺寸和形貌，从而实现银粉产品的可控制备，所得的银粉具有高比表面积特性。

Preparation method of high specific area spherical silver powder and silver powder prepared by the method

The invention discloses a preparation method of spherical silver powder with high specific area, which includes: (1) dissolving dispersant in deionized water, adding reductant, and controlling the initial reductant solution pH value from 1 to 2 by pH regulator after dissolution; (2) disposing and obtaining oxidant solution and alkaline pH value of process respectively. Control agent solution; (3) The oxidant solution obtained by peristaltic pump or metering pump and the process alkaline pH control agent solution are simultaneously dripped into the reducing agent solution for reduction reaction, and the dripping rate is controlled between 0.25L and 15L/min, and the pH value of the mixed reaction solution is maintained between 3 and 9; (4) Solid-liquid separation, and high specific area is obtained after drying. Ag-like spherical powders can be prepared by adjusting the reduction rate of Ag ions at different reaction stages to control the size and morphology of Ag particles in the mixed reaction solution, thus achieving the controllable preparation of Ag powders with high specific surface area.

【技术实现步骤摘要】
一种高比面积类球形银粉的制备方法及其制得的银粉
本专利技术涉及贵金属粉末材料制备
，尤其涉及一种高比面积类球形银粉的制备方法及其制得的银粉。
技术介绍
电子浆料是电子工业中最基本的功能材料，而银粉作为电子浆料中的导电相，具有高导电和高效益等特点，广泛应用于航空、航天、电子计算机、光伏和民用市场等诸多领域，在电子、信息和能源领域占有极其重要的地位。太阳能电池正面电极浆料是制作光电太阳能电池的重要基础材料，晶体硅太阳能电池的正面电极浆料是由有机载体、玻璃粉、无机添加剂、银粉和有机添加剂组成；其中有机载体主要作用是粉体的润湿、印刷性、外观、高宽比的构筑；玻璃粉主要作用是烧穿绝缘的氮化硅减反膜，帮助形成Ag/Si欧姆接触、提供附着力；银粉主要作用是作为导电介质，形成电极栅线、且具有低的栅线电阻，以及提供良好的导电网络；无机添加剂和有机添加剂主要作用是用于改善浆料的填充、印刷、拉力等性能。银粉的制造方法很多(物理法、化学法)，所产生的的银粉在基本纯度一致的情况下，物理化学性质千差万别。就目前而言，作为导电功能填料的银粉平均粒径在0.1-10um之间，基本上是由液相还原法制备；其基本颗粒形态有微晶状、球状、片状、枝状；依据其基本颗粒之间的相互依存状况，分为单分散银粉和絮状聚集粉；银粉烧结活性(烧结过程收缩率以及颗粒物之间的晶界扩散程度)可以作如下排序：银微粉＞银粉＞球形银粉＞光亮银粉＞片状银粉；随着技术的发展，目前在晶体硅太阳能电池中广泛使用的银粉材料主要为：微米级类球形银粉、超细纳米级银粉、片状银粉等，其中正面银浆中广泛使用的片状银粉因具有比表面积较大，粉体性质稳定，颗粒间接触为面接触、线接触、点接触混合模式，导电网络中接触面积更充分，可以具有很低的接触电阻和栅线电阻，从而导电性能更优良，同时片状银粉可以有效降低制作过程中的银含量，但片状银粉因尺寸形貌等自身因素限制难以适应正电极细栅网版的印刷要求；其中正面银浆中广泛使用的类球形银粉能与晶体硅基片形成良好的欧姆接触，有效降低接触电阻，形成良好导电性，但由于类球形银粉之间的接触为点接触，而通常类球形银粉的比表面积小，导致接触面积较小，导电网络仍有待优化改善。因而，开发一种比面积大的类球形银粉，控制混合反应液中生成银粉的颗粒尺寸和形貌适应正电极细栅网版的印刷要求，成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种高比面积类球形银粉的制备方法及其制得的银粉，通过控制反应液初始PH值、反应过程pH值，以及控制加液速度，可调节各反应阶段银离子被还原的速率，达到控制混合反应液中生成银粉的颗粒尺寸和形貌，所制备出的银粉具有高比表面积特性，且生成银粉的颗粒尺寸和形貌可控。本专利技术是这样实现的：本专利技术目的之一在于提供一种高比面积类球形银粉的制备方法，所述方法包括如下步骤：步骤1、将分散剂溶解于去离子水中，后加入还原剂，溶解完全后利用pH值调节剂控制初始还原剂溶液pH值为1～2，即得到还原剂溶液；步骤2、分别配置并得到氧化剂溶液和过程碱性pH值控制剂溶液；步骤3、在搅拌条件下，利用蠕动泵或计量泵将步骤2所得的氧化剂溶液和过程碱性pH值控制剂溶液同时滴加至还原剂溶液中，进行还原反应，所述滴加的速率控制在0.25L～15L/min之间，且通过过程碱性pH值控制剂溶液保持混合反应液的pH值在3～9之间；步骤4、进行固液分离，干燥后得到高比面积类球形银粉。优选地，所述分散剂包括丝胶蛋白、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉、瓜尔豆胶、甲基纤维素和阿拉伯树胶中的至少一种；优选地，所述步骤1中分散剂的质量为最终银粉产品质量的0.2％～10％；优选地，所述步骤1中所述还原剂包括L-抗坏血酸。优选地，所述步骤1中所用的pH值调节剂包括酸性pH值控制剂和过程碱性pH值控制剂，所述酸性pH值控制剂包括硝酸或硫酸，所述过程碱性pH值控制剂包括氨水、氢氧化钠、碳酸钠中的任意一种。优选地，所述步骤2中所用的过程碱性pH值控制剂的浓度为0.02～1.5mol/L。。优选地，所述步骤1至步骤4中的反应温度均控制在30～60℃。这个温度范围，可减小各反应阶段银离子被还原的速率，有利于高比面积银粉的形成。优选地，所述步骤4中利用自然沉降或抽滤的方式进行固液分离，干燥时放入温度为80℃的干燥箱中进行干燥。本专利技术的目的之二在于提供一种如上任一所述的方法制备得到的高比面积类球形银粉。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和效果：1、本专利技术提供的高比面积类球形银粉的制备方法，通过控制反应液初始PH值、以及用过程过程碱性pH值控制剂控制反应过程pH值(反应前初始还原剂的PH值为1-2，反应时保持混合反应液的pH值在3～9之间)，将蠕动泵或计量泵的加液速度控制在0.25～15L/min，可调节各反应阶段银离子被还原的速率，达到控制混合反应液中生成银粉的颗粒尺寸和形貌，从而实现银粉产品的可控制备，所制备出的银粉具有高比表面积特性，比表面积0.3～1.5m2/g，高比表类球形银粉的平均粒径(D50)为0.5～3μm，振实密度为5.5～6.5g/cm3；2、本专利技术提供的高比面积类球形银粉的制备方法，通过控制氧化剂中含有的金属离子与所述还原剂的摩尔比(摩尔比为1：0.4～2)，从而控制分散剂和银离子被还原的速率，来减少生成银颗粒之间碰撞的几率，有效解决了银粉在制备过程的分散问题；3、本专利技术提供的高比面积类球形银粉的制备方法，通过制备工艺参数的控制，具有非常好的工艺稳定性，可实现该型银粉的规模化生产，可达到50kg/批次以上。同时，该型银粉生产制备所使用的原材料便宜，废液处理相对简单，可给企业带来可观的经济效益。附图说明图1为本专利技术方法制备流程示意图；图2为实施例1制备的银粉的SEM图；图3为实施例2制备的银粉的SEM图；图4为实施例3制备的银粉的SEM图；图5为实施例4制备的银粉的SEM图；图6为实施例5制备的银粉的SEM图。具体实施方式实施例11、将3.2g丝胶蛋白粉溶解于5000mL去离子水中，随后加入500gL-抗坏血酸，待溶解完毕后，利用酸性溶液控制初始还原剂溶液pH值在1～2之间，并保持还原剂溶液的温度在35±2℃；2、将500g硝酸银溶解于2500mL去离子水中，并控制溶液温度为35±2℃；3、配置氨水溶液，其浓度为1mol/L，并控制溶液温度为35±2℃；4、在强烈搅拌条件下，利用蠕动泵将硝酸银溶液滴加(滴加速率控制在0.5L/min)至还原剂溶液中，待硝酸银溶液滴加5min后，滴加氨水溶液，调节混合反应液的pH值在3左右，保持混合反应液温度在35±2℃；5、待反应完成后，利用自然沉降或抽滤的方式进行固液分离；将所得到的湿态银粉置于预先设置温度为80℃的干燥箱中进行干燥，得到银粉产品。通过SEM电镜(如图2所示)分析，得到的银粉形貌为类球形D50为1.4μm左右；银粉的振实密度为6.21g/cm3，比表面积为0.65m2/g。实施例21、将3.2g丝胶蛋白粉溶解于5000mL去离子水中，随后加入500gL-抗坏血酸，待溶解完毕后，利用酸性溶液控制初始还原剂溶液pH值在1～2之间，并保持还原剂溶液的温度在35±2℃；2、将500g硝酸银溶解于2500mL去离子水中，并控制溶液温度为35±2℃；3、配置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高比面积类球形银粉的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1、将分散剂溶解于去离子水中，后加入还原剂，溶解完全后利用pH值调节剂控制初始还原剂溶液pH值为1～2，即得到还原剂溶液；步骤2、分别配置并得到氧化剂溶液和过程碱性pH值控制剂溶液；步骤3、在搅拌条件下，利用蠕动泵或计量泵将步骤2所得的氧化剂溶液和过程碱性pH值控制剂溶液同时滴加至还原剂溶液中，进行还原反应，所述滴加的速率控制在0.25L～15L/min之间，且通过过程碱性pH值控制剂溶液保持混合反应液的pH值在3～9之间；步骤4、进行固液分离，干燥后得到高比面积类球形银粉。

【技术特征摘要】
1.一种高比面积类球形银粉的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1、将分散剂溶解于去离子水中，后加入还原剂，溶解完全后利用pH值调节剂控制初始还原剂溶液pH值为1～2，即得到还原剂溶液；步骤2、分别配置并得到氧化剂溶液和过程碱性pH值控制剂溶液；步骤3、在搅拌条件下，利用蠕动泵或计量泵将步骤2所得的氧化剂溶液和过程碱性pH值控制剂溶液同时滴加至还原剂溶液中，进行还原反应，所述滴加的速率控制在0.25L～15L/min之间，且通过过程碱性pH值控制剂溶液保持混合反应液的pH值在3～9之间；步骤4、进行固液分离，干燥后得到高比面积类球形银粉。2.如权利要求1所述的高比面积类球形银粉的制备方法，其特征在于，所述步骤1中分散剂的质量为最终银粉产品质量的0.2％～10％。3.如权利要求1-2任一所述的高比面积类球形银粉的制备方法，其特征在于，所述分散剂包括丝胶蛋白、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉、瓜尔豆胶、甲基纤维素和阿拉伯树胶中的至少一种。4.如权利要求1所述的高比面积类球形银粉的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈大鹏，刘强，付承华，郑芸菲，朱新功，
申请(专利权)人：武汉船用电力推进装置研究所中国船舶重工集团公司第七一二研究所，
类型：发明
国别省市：湖北,42