一种液态金属导电胶及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种液态金属导电胶及其应用。所述液态金属导电胶由液态金属、银粉和基体树脂组成，其中，所述液态金属占导电胶总质量的25％‑81％，所述银粉占导电胶总质量的5％‑45％，余量为基体树脂。所述液态金属导电胶具有成本低、高导电性和高粘接强度等特点，对电池片具有良好的润湿性，作为叠瓦组件的连接材料能够显著降低生产成本和叠瓦电池片间的接触电阻；同时，由于液态金属导电胶固化温度低，可降低因高温导致的电池片隐裂及破片风险；固化后的导电胶具有较好的柔韧性，可吸收电池片见的热应力，提高叠瓦组件的可靠性。此外，采用本发明专利技术所述的导电胶，可简化现有叠瓦技术的连接工艺，提高了叠瓦组件的生产效率和成品率。

A Liquid Metal Conductive Adhesive and Its Application

The invention relates to a liquid metal conductive adhesive and its application. The liquid metal conductive adhesive consists of liquid metal, silver powder and matrix resin, in which the liquid metal accounts for 25%-81% of the total mass of the conductive adhesive, the silver powder accounts for 5%-45% of the total mass of the conductive adhesive, and the remainder is the matrix resin. The liquid metal conductive adhesive has the characteristics of low cost, high conductivity and high bonding strength, and has good wettability to the battery sheet. As the connecting material of the laminated component, it can significantly reduce the production cost and the contact resistance between the laminated battery sheets. At the same time, due to the low curing temperature of the liquid metal conductive adhesive, the risk of hidden cracks and fragments of the battery sheet caused by high temperature can be reduced. The conductive adhesive has good flexibility, can absorb the thermal stress of the battery sheet, and improve the reliability of the laminated components. In addition, adopting the conductive adhesive of the invention can simplify the connection process of the existing overlay technology and improve the production efficiency and product rate of the overlay component.

【技术实现步骤摘要】
一种液态金属导电胶及其应用
本专利技术属于太阳能电池
，特别涉及一种用于光伏叠瓦组件的导电胶及其应用。
技术介绍
太阳能电池板是通过将太阳辐射能通过光电效应转化成电能的装置，其是通过焊带，将基板上的若干太阳能电池片相连制作而成。传统的太阳能电池板上的太阳能电池片之间存在间隙，减少了电池片的有效发电面积，从而降低了太阳能电池板的发电效率。叠瓦技术是一项独特的电池组件连接技术，其通过将太阳能电池片切割成小片后沿电池片一边的方向首尾重叠，再使用导电胶粘接，最终制成电池串。该技术制成的电池片正面无焊带遮挡，同时提升电池片间的连接力，保障电池联接的可靠性。目前，叠片组件中电池片电级之间的导电材料包括导电银胶、焊带或锡膏等材料。其中，焊带主要为锡铅焊带，该类焊带焊接温度高且对环境有害，易导致电池片隐裂和破片；锡膏不仅焊接温度高，同时韧性差，热应力较大，降低了电池的可靠性；而导电胶的主要成分为基体树脂与金属填料，其中应用较成熟的是导电银胶，但由于银是一种贵金属，导致导电胶成本十分昂贵，限制了其广泛的应用。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提出一种液态金属导电胶及其应用。所述液态金属导电胶具有成本低、高导电性和高粘接强度等特点，对电池片具有良好的润湿性，作为叠瓦组件的连接材料能够显著降低生产成本和叠瓦电池片间的接触电阻；同时，由于液态金属导电胶固化温度低，可降低因高温导致的电池片隐裂及破片风险；固化后的导电胶具有较好的柔韧性，可吸收电池片见的热应力，提高叠瓦组件的可靠性。此外，采用本专利技术所述的导电胶，可简化现有叠瓦技术的连接工艺，提高了叠瓦组件的生产效率和成品率。本专利技术的技术方案如下：一种液态金属导电胶，其是由液态金属、银粉和基体树脂组成，其中，所述液态金属占导电胶总质量的25-81％，所述银粉占导电胶总质量的5-45％，余量为基体树脂；优选地，所述液态金属占导电胶总质量的50-60％，所述银粉占导电胶总质量的15-25％，余量为基体树脂。进一步地，所述液态金属选自锡、银、锡银、锡铟、铋铟锡、锡银铜、锡锌铝、锡铋铜银中的两种或两种以上。为获得更好的效果，所述液态金属为微纳米粉末。进一步地，所述基体树脂按质量份包括如下组分：树脂100份，固化剂15-25份，促进剂0.5-2份，偶联剂0.6-2.7份，稀释剂5-15份，消泡剂0.5-1份，抗氧化剂0.2-0.6份。其中，所述树脂为聚丁二烯树脂、聚乙烯醇树脂、聚乙烯吡咯烷酮、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、脂肪族多官能环氧树脂、聚偏氟乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、环氧树脂、聚丙烯酸树脂、聚酯树脂、醇酸树脂、聚氨酯、硅树脂、硅丙树脂、氯醋树脂、酚醛环氧树脂、聚酰胺树脂、醛酮树脂、纤维素树脂、氟碳树脂、乙烯基树脂、阿拉伯胶中的一种或多种。其中，所述固化剂为聚硫醇型、异氰酸酯型、三乙醇胺、2-乙基-4-甲基咪唑、甲基六氢苯酐、甲基T-31改性胺、YH-82改性胺、脂肪族多胺、脂环族多胺、聚酰胺、改性咪唑、2-十一烷基咪唑、芳香族多胺、酸酐、酚醛树脂、氨基树脂、双氰胺、酰肼中的一种或多种。其中，所述促进剂为三乙胺、咪唑、DMP-30、EP-184、BDMA、CT-152X、DBU、EP-184、399、K-61B、CT-152X、2E4MZ中的一种或多种。其中，所述偶联剂为γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷偶联剂、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β烯甲氧基乙氧基)硅烷、钛酸酯、铝酸酯、γ三巯丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。其中，所述稀释剂为亚烷基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、C12-14脂肪缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、1,6-已二醇二缩水甘油醚中的一种或几种。其中，所述的消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷、磷酸酯消泡剂中的一种或多种。其中，所述的抗氧化剂为IRGANOX1010、IRGANOX245、IRGANOX1726、UV1130、3，5-二叔丁基-4-羟基丙酸酯、HHY-534胺型抗氧剂、亚磷酸三(2.4-二叔丁基苯基)酯、2.6-二叔丁基苯酚中的一种或多种。本专利技术所述的液态金属导电胶由如下方法制得：将液态金属、银粉、基体树脂按照一定配比充分混合搅拌，再利用辊轧设备充分混合辊轧直至形成膏状物，即为液态金属导电胶。本专利技术所得液态金属导电胶的体积电阻率小于5×10-3Ω·cm，优选小于3×10-3Ω·cm。所述液态金属导电胶固化后的粘接强度大于9MPa，优选大于13MPa。本专利技术所述的液态金属导电胶与传统的导电胶相比，可显著降低生产成本和叠瓦电池片间的接触电阻；同时，由于液态金属导电胶固化温度低，可降低因高温导致的电池片隐裂及破片风险；固化后的导电胶具有较好的柔韧性，可吸收叠瓦电池片间的热应力，提高叠瓦组件的可靠性。作为本专利技术优选的实施方式，所述液态金属导电胶包括如下重量份的组分：液态金属50-60份，银粉15-25份，基体树脂25-35份；其中，所述液态金属由锡、锡银、锡铟、铋铟锡、锡银铜、锡锌铝按质量比4-6:0.5-3:0.5-3:0.5-2:0.5-3:0.5-2混合而成；所述基体树脂由树脂、固化剂、促进剂、偶联剂、稀释剂、消泡剂、抗氧化剂按质量比100:15-25:0.5-2:0.6-2.7:5-15:0.5-1:0.2-0.6混合而成；其中，所述树脂由双酚A环氧树脂、酚醛环氧树脂、聚酯树脂、脂肪族多官能环氧树脂按质量比为5-6:1-2:1-2:2-3混合而成。本专利技术还提供上述液态金属导电胶在太阳能光伏叠瓦组件连接工艺中的应用。一种光伏叠瓦组件，其连接材料包含上述液态金属导电胶。本专利技术还提供一种光伏叠瓦组件的连接装置，相对于传统的焊接装置，无助焊剂喷涂装置和焊带铺设装置，工艺流程简单，能够显著提高生产效率；另外，基于液态金属导电胶在叠瓦组件中的使用，增加了点胶装置，可快速定量点涂液态金属导电胶。所述连接装置包括：加热平台、阵列式进料装置、点胶装置、叠片装置、封闭式固化装置、汇流条焊接装置、加热装置；其中，所述加热平台为可移动平板，其能够在所述阵列式进料装置、所述点胶装置、所述叠片装置、所述封闭式固化装置、所述汇流条焊接装置下方之间进行往复移动，为各装置提供作业平台；所述点胶装置内置上述液态金属导电胶；所述加热平台下方设有所述加热装置，所述加热装置随所述加热平台共同移动。进一步地，所述阵列式进料装置为具有精确定位的机械臂，在所述机械臂的下端设置若干个真空吸嘴，用于拾起若干电池片。进一步地，所述点胶装置包括点胶筒和点胶针头，用于在电池片边缘点涂液态金属导电胶。进一步地，所述叠片装置为具有精确定位的机械臂，在所述机械臂上设有真空圆形吸盘，用于将电池片放置于点涂好液态金属导电胶的电池片上。进一步地，所述封闭式固化装置包括按压装置和透明玻璃封闭罩。进一步地，所述汇流条焊接装置包括可移动的机械臂、移动牵引按压支架。本专利技术还提供一种光伏叠瓦组件的连接工艺，该工艺生产效率高、生产的产品性能好；与传统的电池片焊接工艺相比，减本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液态金属导电胶，其特征在于，由液态金属、银粉和基体树脂组成，其中，所述液态金属占导电胶总质量的25％‑81％，所述银粉占导电胶总质量的5％‑45％，余量为基体树脂；优选地，所述液态金属占导电胶总质量的50‑60％，所述银粉占导电胶总质量的15‑25％，余量为基体树脂。

【技术特征摘要】
1.一种液态金属导电胶，其特征在于，由液态金属、银粉和基体树脂组成，其中，所述液态金属占导电胶总质量的25％-81％，所述银粉占导电胶总质量的5％-45％，余量为基体树脂；优选地，所述液态金属占导电胶总质量的50-60％，所述银粉占导电胶总质量的15-25％，余量为基体树脂。2.根据权利要求1所述液态金属导电胶，其特征在于，所述液态金属选自锡、银、锡银、锡铟、铋铟锡、锡银铜、锡锌铝、锡铋铜银中的两种或两种以上；优选所述液态金属为微纳米粉末。3.根据权利要求1或2所述液态金属导电胶，其特征在于，所述基体树脂按质量份包括如下组分：树脂100份，固化剂15-25份，促进剂0.5-2份，偶联剂0.6-2.7份，稀释剂5-15份，消泡剂0.5-1份，抗氧化剂0.2-0.6份。4.根据权利要求3所述的所述液态金属导电胶，其特征在于，所述树脂为聚丁二烯树脂、聚乙烯醇树脂、聚乙烯吡咯烷酮、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、脂肪族多官能环氧树脂、聚偏氟乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、环氧树脂、聚丙烯酸树脂、聚酯树脂、醇酸树脂、聚氨酯、硅树脂、硅丙树脂、氯醋树脂、酚醛环氧树脂、聚酰胺树脂、醛酮树脂、纤维素树脂、氟碳树脂、乙烯基树脂、阿拉伯胶中的一种或多种；和/或，所述固化剂为聚硫醇型、异氰酸酯型、三乙醇胺、2-乙基-4-甲基咪唑、甲基六氢苯酐、甲基T-31改性胺、YH-82改性胺、脂肪族多胺、脂环族多胺、聚酰胺、改性咪唑、2-十一烷基咪唑、芳香族多胺、酸酐、酚醛树脂、氨基树脂、双氰胺、酰肼中的一种或多种；和/或，所述促进剂为三乙胺、咪唑、DMP-30、EP-184、BDMA、CT-152X、DBU、EP-184、399、K-61B、CT-152X、2E4MZ中的一种或多种；和/或，所述偶联剂为γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷偶联剂、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β烯甲氧基乙氧基)硅烷、钛酸酯、铝酸酯、γ三巯丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种；和/或，所述稀释剂为亚烷基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、C12-14脂肪缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、1,6-已二醇二缩水甘油醚中的一种或几种；和/或，所述的消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷、磷酸酯消泡剂中的一种或多种；和...

【专利技术属性】
技术研发人员：田鹏，彭胜金，孙燕，蔡昌礼，邓中山，
申请(专利权)人：云南科威液态金属谷研发有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53