纳米银包裹一维线形电极材料的制备系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种纳米银包裹一维线形电极材料的制备系统，包括有放线器、滚轮、在线化学反应槽、银浆包裹装置、包裹后处理装置、收集安装装置，所述放线器将一维线形电极放卷后，所述一维线形电极通过多个滚轮滚动输送，依次经过在线化学反应槽、银浆包裹装置、包裹后处理装置、收集安装装置。本实用新型专利技术提供的一种纳米银包裹一维线形电极材料的制备系统，能够获得纳米银包裹一维线形电极材料，可以减小电极线宽尺寸，提高粘附力，同时还能降低制造与使用成本，实现金属电极线/丝/带的抗氧化性、高导电性、高浸润性等性能。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电极材料
，涉及一种纳米银包裹一维线形电极材料的制备系统，具体涉及一种用于在一维线形电极表面上包裹纳米银的制备系统。
技术介绍
导电银浆料是印刷电路行业用的重要电极材料，而导电银浆的核心材料是银粉料，包括微米级和纳米级的银微粒。在实际应用中，由于纳米级银颗粒存在价格昂贵且易团聚等问题，商用的银浆90％上采用的是以微米级大小的片状银微粒为主要导电填料的胶体材料。所制备的银浆电极的导电性能、电极线宽和电极间距都受到导电填料尺寸和形貌的影响。随着电子器件的日趋高精化，已有银浆性能已无法满足电子器件的应用技术要求，包括所印刷导线的宽度和导电性能。例如，太阳能电池领域用的栅电极材料主要是银浆，由于丝网印刷工艺精度的限制，电池的栅电极线限宽为50-70μm，较宽的高密度银线阻挡了入射光，影响了电池的光电转换效率的提高。若能减少银线电极的面积(线宽)，可有效地增加入射光通量，从而提高太阳能电池的转换效率；又如平板显示器，特别是掌上类显示设备，有效显示区域越大周边空白区域越小，显示器的显示效果越好。但是目前显示器行业大量使用的丝网印刷电极线宽和间距的最高精度仅能达到50μm，难以做到更高的分辨率。在半导体封装行业中，芯片的焊接电极经常采用金属电极丝，如金丝、铝丝、铜丝和铜银合金丝等，电极丝的直径为16-32μm，可应用于精细的电极导线制备。如将该类型的金属丝作为电极线应用于太阳能电池、显示器等得制造，一方面能提高电极的导电性能，另一方面可大副降低如丝网印刷或喷墨打印工艺所用银电极的成本，同时还还能简化电极线的制造工艺，降低整体制作成本。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种纳米银包裹一维线形电极材料的制备系统，用于解决现有技术中存在的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种纳米银包裹一维线形电极材料的制备系统，包括有放线器、滚轮、在线化学反应槽、银浆包裹装置、包裹后处理装置、收集安装装置，所述放线器将一维线形电极放卷后，所述一维线形电极通过多个滚轮滚动输送，依次经过在线化学反应槽、银浆包裹装置、包裹后处理装置、收集安装装置。优选地，所述一维线形电极的直径为15-50μm。优选地，所述一维线形电极的金属材质选自银(Ag)元素、铜(Cu)元素、铝(Al)元素、镍(Ni)元素或含有上述至少两个元素的合金中的任意一种。优选地，所述一维线形电极为任意形状的金属电极材料。更优选地，所述一维线形电极选自金属丝、金属线、金属带中的任意一种。优选地，所述放卷通过多个滚轮进行。所述放卷是采用传统卷绕镀膜工艺的技术，将卷绕好的一维线形电极展开。优选地，所述放卷后要进行张力调节。所述张力调节是通过不同滚轮的转动速度差来调节在线包裹过程中一维线形电极的张力，张力的大小由一维线形电极不发生形变的最大拉力决定。优选地，所述在线化学反应槽外设有加热套。所述加热套为在一维线形电极第一次涂膜从而形成粗糙层和纳米银颗粒层过程中提供温度。更优选地，所述加热套的加热温度≤150℃。进一步优选地，所述加热套的加热温度为100-150℃。优选地，所述制备系统还包括有送料器，所述送料器将反应前驱体溶液输送到所述在线化学反应槽中。所述送料器为定时定量送料器，可以调节在一定时间内反应前驱体溶液输送到在线化学反应槽的用量。更优选地，所述反应前驱体溶液为含有银元素的水溶液。所述银元素为银原子或银离子。进一步优选地，所述含有银元素的水溶液选自硝酸银水溶液、硫酸银水溶液中的任意一种或两种混合。优选地，所述在线化学反应槽内设置有还原剂。所述还原剂能够用于还原反应前驱体溶液中的银元素。更优选地，所述还原剂选自月桂酸、葡萄糖、乙二醇、硼氢化硼钠、硼氢化钾、四丁基溴化铵(TBAB)中的任意一种或多种组合。优选地，所述一维线形电极在在线化学反应槽中通过反应前驱体溶液与还原剂反应，在一维线形电极表面包裹纳米银颗粒层。更优选地，所述反应前驱体溶液与还原剂之间加入的摩尔浓度之比为1：2-8。更优选地，所述反应前驱体溶液与还原剂反应为化学反应方式。进一步优选地，所述化学反应方式选自化学置换反应、化学还原反应、电化学镀、化学镀或真空镀膜等工艺中的任意一种。更优选地，所述纳米银颗粒层的包裹厚度为10-60nm。进一步优选地，所述纳米银颗粒 层的包裹厚度为20-50nm。优选地，所述银浆包裹装置内设置有银浆材料。优选地，所述一维线形电极在所述银浆包裹装置内，通过银浆材料对包裹有纳米银颗粒层的一维线形电极的表面，再包裹银浆层。更优选地，所述包裹方式为物理反应方式。进一步优选地，所述物理反应方式选自拉丝法、辊压涂膜法等工艺中的任意一种。更优选地，所述银浆层的厚度为200nm-9.99μm。优选地，所述银浆包裹装置为上宽下窄的中空结构，底部设有开口的磁嘴。所述磁嘴为圆形或矩形，其直径可调节。所述磁嘴末端为出线口，用于一维线性电极的通过。优选地，所述银浆材料，按重量百分比计，包括以下组分：导电填料 75-85％；无机填料 0-15％；有机浆料 10-20％。更优选地，所述导电填料为纳米银材料。进一步优选地，所述纳米银材料选自一维纳米银线、纳米级银颗粒、片状银粉等在一至二个维度内尺寸小于100nm的银材料中的任意一种或多种组合。最优选地，所述纳米银材料在一至二个维度内尺寸为10-100nm。所述一至二个维度内尺寸是指材料的长度、宽度、高度三维度中的任意一维度或二维度。更优选地，所述无机填料选自氧化铋、氧化硅、低熔点玻璃粉、Ag3Sn等中的任意一种或多种组合。其中，所述低熔点玻璃粉的熔点为350-450℃。更优选地，所述有机浆料选自分散剂、粘结剂中的任意一种或两种与有机溶剂的组合。所述分散剂、粘结剂为通用的导电浆料用分散剂、粘结剂。所述有机溶剂作为载体，为常规的在低温条件下易挥发、易分解的有机溶剂。进一步优选地，所述有机浆料，按重量百分比计，包括以下组分：分散剂 5-30wt％；粘结剂 5-20wt％；有机溶剂 50-90wt％。进一步优选地，所述分散剂选自聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、明胶、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)中的任意一种或多种组合。进一步优选地，所述粘结剂选自乙基纤维素、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、水性丙烯 酸树脂中的任意一种或多种组合。进一步优选地，所述有机溶剂选自乙醇、甲醛、乙腈、乙醚、甲苯、丙酮、氯仿等中的任意一种。优选地，所述包裹后处理装置设置在所述银浆包裹装置的底部出线口。优选地，所述包裹后处理装置包括有超声波共振装置和低温烘干装置。更优选地，所述超声波共振装置为超声波共振发生器，频率为20-25KHz。所述超声波共振装置能够提高包裹的致密性、均匀性和粘附性。更优选地，所述低温烘干装置选自红外灯、加热丝等方式中任意一种的低温烘干装置。从而使浆料干燥固化，使包裹完成后的一维线形电极可以直接卷绕收起。进一步优选地，所述低温烘干装置为红外灯、加热丝等方式的低温热烘烤设备或装置。更进一步优选地，所述烘烤的温度<150℃。最优选地，所述烘烤的温度为100-130℃。优选地，所述收集安装装置选自收线器或电极安装设备中的任意一种。更优选地，所述收线器是将包裹好的一维线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米银包裹一维线形电极材料的制备系统，其特征在于，包括有放线器(1)、滚轮(2)、在线化学反应槽(3)、银浆包裹装置(5)、包裹后处理装置(6)、收集安装装置(7)、一维线形电极(8)，所述放线器(1)将一维线形电极(8)放卷后，所述一维线形电极(8)通过多个滚轮(2)滚动输送，依次经过在线化学反应槽(3)、银浆包裹装置(5)、包裹后处理装置(6)、收集安装装置(7)。

【技术特征摘要】
1.一种纳米银包裹一维线形电极材料的制备系统，其特征在于，包括有放线器(1)、滚轮(2)、在线化学反应槽(3)、银浆包裹装置(5)、包裹后处理装置(6)、收集安装装置(7)、一维线形电极(8)，所述放线器(1)将一维线形电极(8)放卷后，所述一维线形电极(8)通过多个滚轮(2)滚动输送，依次经过在线化学反应槽(3)、银浆包裹装置(5)、包裹后处理装置(6)、收集安装装置(7)。2.根据权利要求1所述的纳米银包裹一维线形电极材料的制备系统，其特征在于，所述一维线形电极(8)的直径为15-50μm。3.根据权利要求1所述的纳米银包裹一维线形电极材料的制备系统，其特征在于，所述在线化学反应槽(3)外设有加热套(32)。4.根据权利要求1所述的纳米银包裹一维线形电极材料的制备系统，其特征在于，所述制备系统还包括有送料器(4)，所述送料器(4)将反应前驱体溶液(41)输送到所述在线化学反应槽(3)中。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张哲娟，孙卓，
申请(专利权)人：上海纳晶科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31