CN116959773A - 一种改进的导电粉及浆料 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种导电粉体,其包括片状内核和至少部分包覆片状内核的包覆材料,其中,所述包覆材料为短链脂肪酸。本申请还提供一种低温浆料、低温浆料的制备方法以及导电粉体的制备方法。本申请采用银包耐氧化片状内核,在提升银包粉体的导电性能的同时避免使用易发生氧化的铜粉,从根本上避免了铜离子对浆料催化固化的问题,显著提升浆料的耐氧化性和存储性;在银包球状内核比如银包铜浆料中,内核可能参与了导电,而在本申请的银包片状内核粉体及浆料中,导电机理主要依靠片粉表面银包覆层之间的导通,甚至在内核替换为非导电材料片状硅胶时也能获得优异的电学性能。
Description
技术领域
本申请涉及光伏领域中使用的导电粉,及用于制备异质结电池的浆料,以及制备该导电粉的方法和制备改进的浆料的方法。
背景技术
异质结电池(也称为HJT电池)双面采用低温银浆,银浆的消耗量巨大、价格贵,这也是HJT电池成本高的原因之一。据中国光伏行业协会(CPIA)统计,2020年HJT电池双面低温银浆消耗量约为223.3mg/片,同比下降25.6%。虽然银浆消耗量依然很大,但是2020年较2019年已有较大的提升和改善。目前研究人员正通过各种技术改进降低低温银浆消耗量,以降低HJT电池的生产成本,预计到2030年HJT低温银浆消耗量将降至135mg/片,比2020年降低39.5%。硅片是HJT电池的核心材料,在HJT的成本结构中占据约45%。去除硅片成本,在非硅材料中,银浆作为核心辅料,占比约59%,异质结电极好坏影响了空穴及电子传输,对电池转换效率有很大影响。在此基础上,异质结低温固化型浆料成为了一种关键材料。
使用银包粉体替代纯银方案,可大大降低非硅材料中电极成本到7~8%,单瓦成本可降低0.1元。
电镀铜技术的优劣势非常明显,最大的优势便是用铜代替部分或全部的金属银,材料成本价格低廉,且双面金属化可以同时完成。劣势在于工艺流程比传统的丝网印刷工艺更长,需要更多的设备成本及人力成本,且高温下铜容易氧化,化学性质不易控制,电镀液中有很多有害化学物质,处理麻烦导致环保成本较高,随着环保政策的加紧,电镀项目的审批将更加困难。
银包粉体存在包覆剂难挥发,且制备的浆料固化后粉体接触为点接触或面接触,电子传输需要隧穿,导致线阻值大。
发明内容
虽然现有技术中已经针对银包粉体替代纯银方案进行了大量的研究,例如在CN110066606A中描述了一种用于光伏组件的导电粘合剂及其制备方法。这种导电粘结剂电阻率过大不能应用于异质结电池低温导电浆料。在CN113284644B中描述了一种异质结电池用银浆及其制备方法与应用使用的银包铜粉为球粉,其导电接触点比片粉少导致电阻率大。在CN115805310A中提供了银包铜粉、制备方法、在银包铜浆料中的应用及检测银包铜粉中银包覆层致密性的方法。在CN113053561B中提供了一种以镀银铜粉为导电粒子的异质结太阳能电池用低温浆料及其制备方法,其特征在于本发明低温浆料包括:镀银铜粉、银粉、环氧树脂单体、溶剂和引发剂。
虽然上述现有技术已经进行了深入地研究,但传统银包铜浆料因包覆率不完全制备的浆料,酸性物质与铜反应导致铜离子溢出,铜离子催化树脂及固化剂固化,导致浆料储存时间短、固化稳定性差。为提升银包铜粉体的银包覆程度,减少铜离子逸出,目前银包铜粉体多采用球形铜粉为作为导电粉体内核,在其外通过湿化学还原方法镀覆银外壳层,然而,球形粉体颗粒在固化后的栅线中以粉体间的点状或片状局域接触为主,其导电性能相对直接连接粉体和纯银浆显著偏低。传统银浆或银包铜浆使用的银粉包覆剂为高沸点脂肪酸,异质结电池金属化固化温度≤200℃,导致粉体包覆剂不能完全挥发,粉体间接触电阻值大。而且有的浆料使用的粉体采用甲酸金属(X)盐作为包覆剂,在热固化过程中还原出金属X,从而连接金属粉体颗粒。甲酸金属包覆粉体需要在高温高压下包覆,且包覆所需的时间较长,一般需要在12h以上,且包覆稳定性差,不能填充粉体空隙等缺点。
鉴于上述问题,本申请意在改进上述现有技术中涉及的问题。本申请提供如下方案:
本申请提供一种导电粉体,其包括片状内核和至少部分包覆片状内核的包覆材料,其中,所述包覆材料为短链脂肪酸。
进一步地,所述导电粉体的片径比在3.5以上,优选在5以上;
优选振径比在0.80以上,优选在1.1以上。
进一步地,所述导电粉体的D50在2μm以上,进一步优选在2.5μm以上,进一步优选D50的范围为2~4.5μm;
进一步优选所述导电粉体的D90在3.5μm以上,进一步优选在4.0μm以上;进一步优选D90的范围为3.5~6μm;
进一步优选所述导电粉体的D10在0.25μm以上,进一步优选在0.30μm以上;进一步优选D10的范围为0.25~0.80μm。
进一步地,所述导电粉体的振实密度在3.0g/ml以上,优选在3.5g/ml以上;
优选所述导电粉体的比表面积在0.50m2/g以上,进一步优选在0.55m2/g以上,进一步优选在0.6~1.8m2/g。
进一步地,所述短链脂肪酸为碳原子数为2~8个的脂肪酸;
优选所述短链脂肪酸为碳原子数2~6个的脂肪酸;
进一步优选所述短链脂肪酸为乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸、戊酸中的一种或两种或三种以上。
进一步地,片状内核选自银包金属片粉、银包玻璃粉、银包硅胶、银包硅粉、银包树脂、银包高分子聚合物、银包石墨粉、银包炭黑粉;其中,
所述金属选自铋、锡、镍、铝、铅、锌中的任意一种或两种或三种以上;
所述树脂选自聚乙烯吡咯烷酮、环氧树脂、丙烯酸类树脂、环氧类树脂、硅类树脂、热塑性弹性体类树脂、橡胶类树脂、聚酯类树脂、聚氨酯树脂;
优选所述高分子聚合物选自聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯聚醚、聚酯、聚酰胺、聚氨酯或聚硫橡胶。
进一步地,相对于导电粉体,银含量为10~60%;优选为25~50%。
本申请还提供一种制备导电粉体的方法,包括:
利用包覆材料配制包覆剂溶液;
将片状内核加入到包覆剂溶剂中进行搅拌和加热;
对经搅拌和加热的溶液进行过滤处理后进行干燥得到包覆材料至少部分包覆片状内核的导电粉体;
优选所述过滤处理包括进行离心处理后通过滤纸进行过滤并最终得到包覆片状内核的浆料;
进一步优选所述过滤包括滤纸过滤和筛网过滤;
进一步优选所述干燥为真空干燥。
进一步地,其制备的导电粉为前述的导电粉体。
本申请还提供一种低温浆料,其包括:
导电粉体;
金属胺络合物;
其他成分。
进一步地,其他成分为树脂成分、聚酯、表面活性剂、固化剂、硅烷偶联剂以及溶剂。
进一步地,相对于100重量份的低温浆料,导电粉体的重量份为90重量份以上;金属胺络合物的重量份为0.1~3重量份。
进一步地,相对于100重量份的低温浆料,树脂成分的重量份为1~3重量份;聚酯的重量份为0.5~3重量份;表面活性剂的重量份为0.1~1份;固化剂的重量份为0.3~4重量份;硅烷偶联剂的重量份为0.2~1份;溶剂的重量份为0.5~5重量份。
进一步地,所述树脂成分选自环氧树脂、乙基纤维素、醋酸丁酸纤维素、松香树脂、丙烯酸树脂、聚乙烯醇缩丁醛酯中的一种;优选所述环氧树脂选自双酚A环氧树脂,氢化双酚A环氧树脂或聚氨酯改性环氧树脂;优选双酚A环氧值在0.38~0.54;或者
所述聚酯为酸值在3~7且羟值为2以上的聚酯;优选所述聚酯选自选自酸值为4~7且羟值为2以上的有机硅改性聚酯树脂、酸值为3~6且羟值为2以上的不饱和聚酯树脂;或者
所述表面活性剂选自油胺、司斑80、司斑85、吐温85、PPE400中的一种或两种或三种以上;或者
所述固化剂为封端HDI或封端IPDI,优选封端剂选自2-甲基咪唑、2-乙级-4-甲基咪唑、3-十一烷基咪唑、1-甲基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-氰乙级-2-家剂咪唑、4-甲基咪唑的一种或两种以上;或者
所述硅烷偶联剂选自KH540、KH550、KH560、KH570、KH580中的一种或两种或三种以上;或者
所述溶剂选自丁基卡必醇醋酸酯、DBE、乙二醇单苯醚中一种或两种或三种。
进一步地,所述金属胺络合物为有机金属化合物和胺类的络合物,其中有机金属化合物选自甲酸银、乙酸银、草酸银、甲酸锌、乙酸锌、草酸锌、甲酸铅、乙酸铅或草酸铅。胺类选自三乙醇胺、二乙醇胺、油胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、三乙胺、甲酰胺、苯胺、二苯胺或十八胺;
优选金属胺络合物选自甲酸银三乙醇胺络合物、乙酸银三乙醇胺络合物、乙酸锌油胺络合物、乙酸铅二乙醇胺络合物、乙酸银油胺络合物、乙酸银十八胺络合物、乙酸锌二乙醇胺络合物中一种或两种或三种以上。
进一步地,所述导电粉体为权利要求1~7中任一项所述的导电粉体。
本申请还提供一种制备前述低温浆料的方法,其包括:
对按照配比将形成前述的低温浆料的物料进行搅拌;
对搅拌好的物料进行辊轧;以及
对辊轧后的浆料进行过滤。
进一步地,所述搅拌的转速10~100rpm/min,优选为20~80rpm/min,或者
所述搅拌时间为10~60min,优选为20~30min,
进一步优选在搅拌一段时间后再加快转速,搅拌给定时间;
优选加快后的转速为20~120rpm/min,优选为30~100rpm/min,优选所述给定时间为10-100min,优选为30-80min。
进一步地,所述搅拌在真空度≥-0.8Mpa的条件下进行。
进一步地,在所述辊轧中是辊轧后的物料的细度为≤6μm,优选辊轧后浆料使用300目网筛进行过滤去掉异物或亮片。
本申请还提供一种金属胺络合物用于制备低温浆料的用途。
发明效果
本申请采用银包耐氧化片状内核,在提升银包粉体的导电性能的同时避免使用易发生氧化的铜粉,从根本上避免了铜离子对浆料催化固化的问题,显著提升浆料的耐氧化性和存储性;在银包球状内核比如银包铜浆料中,内核可能参与了导电,而在本申请的银包片状内核粉体及浆料中,导电机理主要依靠片粉表面银包覆层之间的导通,甚至在内核替换为非导电材料片状硅胶时也能获得优异的电学性能;本申请低温固化型浆料使用银包粉,经粉体处理,粉体表面形成致密低沸点膜,形成浆料在0℃放置10天粘度不增加,在5℃放置180天粘度不增加,且电阻率≤8×10-6Ω·cm。
本申请采用银包片状导电或非导电内核,形成片状核-壳型导电金属粉体,片状粉体增加粉体之间接触面,银为主要导电相,内核为支撑银材料,本申请所述片状内核为耐氧性良好的导电或者非导电内核。导电金属内核包括镍、锡等对氧稳定金属材料;非导电内核为硅胶或者高分子聚合物等,避免了易氧化铜粉的使用以及铜离子对催化树脂固化的可能性,大幅提升银包粉体金属浆料的电学性能、存储性和长期可靠性。
本申请使用的导电粉体的振径比≥0.8、片径比≥3.5;因此该粉体的接触面积大,连接点多,该导电粉体的导电性好。
在本申请中作为导电粉体的包覆剂使用了短链脂肪酸。在固化过程中,随温度升高,短链脂肪酸挥发,使导电粉体互联,降低电阻率。粉体包覆脂肪酸过程脂肪酸包覆粉体使脂肪酸平铺在基底表面(0~2h),当脂肪酸完全覆盖饱和后,平铺分子通过侧压诱导重新排列成沿表面法线方向,向高密度相转移,最终形成单分子膜,形成有序排列(4~10h)。单分子膜既能以最少量脂肪酸量包覆粉体,避免空洞形成,同时可使粉体和其他树脂相润湿性增加,树脂固化过程中收缩带动粉体收缩,提高浆料堆积密度,进一步降低电阻率。
此外,本申请制备低温浆料时加入了一种金属胺络合物。该化合物通过搅拌和混扎可均匀分散在浆料中,加热后分解为微米级(0.1~5μm)尺寸金属颗粒,实现粉体(银包粉)的外延生长,来连接银包粉,避免通过物理接触的随穿效应实现导电功能。同时,随机位置生成的金属颗粒还可填充银包粉体间的微米级尺寸(≤3μm)空隙,改善由于粉体间存在间隙导致的高电阻率问题。
单一银包粉、短链脂肪酸、金属胺络合物均不能形成很低电阻率≤8×10-6Ω·cm。银包粉可解决单颗粒电子表面传输问题,但粉体之间传输需要隧穿导致电阻率增加。单独短链脂肪酸可以使粉体之间距离更加接近,但是粉体本身导电性比银差,且粉体间是靠物理接触导电性没有直接互联。金属胺络合物中加热固化过程中可以使X还原成金属,使粉体之间连接、填充金属之间空隙,但如果不使用银包粉粉体,本身导电性比银差,且包覆层未挥发完全造成连接点减少,造成电阻率不能降低。在本申请中首先选择片粉,因片状粉体能够达到振径比能够达到0.8以上,甚至在很多情况下可以能够实现≥1.1、同时片径比能够控制在3.5以上,很多情况下能够实现≥5的片径比,在这样的条件下可以使粉体之间接触面积大(球粉接触为两个类球粉接触,接触为点或者很小面,片状粉体接触为两个片粉接触可以增加接触面、振径比片径比越大,证明粉体流动性大且片型化优,接触面多)。粉体表面包覆短链脂肪酸(短链脂肪酸可以在200℃以内挥发),可以在150~200℃固化过程中挥发完全,使粉体表面直接接触,金属胺络合物在固化过程中可以使粉体之间直接连接,才能达到≤10×10-6Ω·cm。且由于内核没有选择铜(这是因为铜是金属胺络合物加热过程中CO可以还原的金属物质),避免了由于铜离子促进环氧树脂及固化剂室温缓慢固化造成的储存时间短的问题。
具体实施方式
本申请的以下实施方式仅用来说明实现本申请的具体实施方式,这些实施方式不能理解为是对本申请的限制。其他的任何在未背离本申请的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均视为等效的置换方式,落在本申请的保护范围之内。
下面将更详细地描述本申请的具体实施例。然而应当理解,可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本申请,并且能够将本申请的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要说明的是,在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解,技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语,故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式,然所述描述乃以说明书的一般原则为目的,并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
如本文所用,就特定组分而言“基本上不含”在本文中用于表示特定组分未被有目的地配制到组合物中和/或仅作为污染物或以痕量存在。因此,由组合物的任何意外污染导致的特定组分的总量低于0.05%,优选低于0.01%。最优选的是其中特定组分的量用标准分析方法检测不到的组合物。
如在本说明书中所使用的,“一”或“一个”可以表示一个或多个。如权利要求中所使用的,当与单词“包含”一起使用时,单词“一”或“一个”可以表示一个或多于一个。
在权利要求中使用术语“或”用于表示“和/或”,除非明确指出仅指代替代方案或者替代方案是相互排斥的,尽管本公开内容支持仅指代替代方案和“和/或”的定义。如本文所用,“另一个”可以表示至少第二个或更多个。
本申请涉及一种导电粉体,其包括片状内核和至少部分包覆片状内核的包覆材料,其中,所述包覆材料为短链脂肪酸。在本申请中,由于使用了片状内核,因此,能够提升导电性能,同时与球状内核相比由于避免了内核可能参与了导电。虽然机理尚不十分清楚,但由于采用片状内核,推测导电机理主要依靠片粉表面金属包覆层之间的导通,因此能够实现优异的电学性能。
在本申请中,对于片状内核没有具体限定,只要是本领域技术人员可以获得的片状形状的适于作为导电粉体内核的材料即可,即能够与球体进行区分,在一个方向上的尺寸显著大于与其垂直的方向上的尺寸。
对于片状内核的材料要求其不含有铜离子,这是铜离子本身容易发生氧化,将其用于制备电池用浆料的时候,可能会导致铜离子对浆料的催化固化,这样会严重影响浆料本身的耐氧化性和存储性。因此只要片状内核的材料不含铜离子且可以实现导电的功能即可。
在一个具体的实施方式中,片状内核选自银包金属片粉、银包玻璃粉、银包硅胶、银包硅粉、银包树脂、银包高分子聚合物、银包石墨粉、银包炭黑粉;其中,银包金属片粉中的所述金属选自铋、锡、镍、铝、铅、锌中的任意一种或两种或三种以上。
在一个具体的实施方式中片状内核为银包铋、银包锡、银包镍、银包铝、银包铅或银包锌。片状内核为银包铋、银包锡、银包镍、银包铝、银包铅或银包锌中任意两种以任意重量比形成的混合物。
在一个具体的实施方式中片状内核为银包金属片粉、银包玻璃粉、银包硅胶、银包硅粉、银包树脂、银包高分子聚合物、银包石墨粉、银包炭黑粉中任意两种以任意重量比形成的混合物。
在一个具体的实施方式中,在片状内核中被银包覆的树脂选自聚乙烯吡咯烷酮、环氧树脂、丙烯酸类树脂、环氧类树脂、硅类树脂、热塑性弹性体类树脂、橡胶类树脂、聚酯类树脂、聚氨酯树脂。
在一个具体的实施方式中,在片状内核中被银包覆的高分子聚合物选自聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯聚醚、聚酯、聚酰胺、聚氨酯或聚硫橡胶。
在本申请中使用的片状内核可以是直接购买的商业产品,或者通过自行制备得到的片状内核。片状内核中含有的树脂、硅粉、硅胶、高分子聚合物、石墨粉、炭黑粉等均可以商购。
本申请的发明人对于片状形状进一步进行筛选,确认优选本申请利用该片状内核形成的导电粉体的片径比在3.5以上,例如可以为3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8.0以上,还可以甚至在8.5、9.0以上。本领域技术人员可以理解,对于该片径比的上限其实没有限定,例如可以在50以下;或者在30以下。例如片径比可以优选在3.5以上在50以下,或者在5.0以上且在30以下。
片径比定义可以参考本领域常规的定义,即能够描述一个方向上的尺寸与与其垂直的方向上的尺寸的比值,尺寸的测量可以采用本领域公知的方法检测,例如可以通过电子扫描电镜进行观察测量或者通过激光衍射法利用激光粒度仪来进行检测。
在一个具体的实施方式中,片径比=导电粉体的厚度/导电粉体的粒径,其中,导电粉体的粒径可以采用其平均粒径来进行定义,例如,在本申请使用利用激光衍射法的激光粒度仪检测的D50作为导电粉体或颗粒的粒径数据。导电粉体的厚度通过SEM测量单个粉体厚度数据。
在一个具体的实施方式中,导电粉体的振径比在0.80以上,例如可以为0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、20等,本领域技术人员可以理解,对于该振径比的上限其实没有限定,例如可以在30以下,或者可以在20以下;或者在30以下。例如片径比可以优选在0.80以上在30以下,或者在1.1以上且在20以下。在本申请中,导电粉体的振径比=导电粉体的振实密度/导电粉体的粒径,其中,导电粉体的粒径采用其平均粒径来进行定义,例如,在本申请使用利用激光衍射法的激光粒度仪检测的D50作为导电粉体或颗粒的粒径数据。导电粉体的厚度通过SEM测量单个粉体厚度数据。振实密度采用本领域技术人员已知的方法可以进行检测,例如可以采用振实密度测试仪测定振实密度。
在一个具体的实施方式中,导电粉体的片径比在3.5以上同时导电粉体的振径比在0.80以上,进一步优选,导电粉体的片径比在5以上同时导电粉体的振径比在1.1以上。本申请使用的导电粉体的振径比≥0.8、片径比≥3.5;发明人意外地发现这样的导电粉体的接触面积大,连接点多,导电性优异。
在本申请中,为了进一步对导电粉体的形状进行描述,可以进一步对其粒径进行限定,例如导电粉体的D50在2μm以上,进一步优选在2.5μm以上,进一步优选D50的范围为2~4.5μm,例如可以为2μm、2.1μm、2.2μm、2.3μm、2.4μm、2.5μm、2.6μm、2.7μm、2.8μm、2.9μm、3μm、3.1μm、3.2μm、3.3μm、3.4μm、3.5μm、3.6μm、3.7μm、3.8μm、3.9μm、4μm、4.1μm、4.2μm、4.3μm、4.4μm、或4.5μm。
在一个具体的实施方式中,导电粉体的D90在3.5μm以上,进一步优选在4.0μm以上;进一步优选D90的范围为3.5~6μm,例如可以为3.5μm、3.6μm、3.7μm、3.8μm、3.9μm、4μm、4.1μm、4.2μm、4.3μm、4.4μm、4.5μm、4.6μm、4.7μm、4.8μm、4.9μm、5μm、5.1μm、5.2μm、5.3μm、5.4μm、5.5μm、5.6μm、5.7μm、5.8μm、5.9μm、或6μm。
在一个具体的实施方式中,导电粉体的D10在0.25μm以上,进一步优选在0.30μm以上;进一步优选D10的范围为0.25~0.80μm,例如可以为0.25μm、0.26μm、0.27μm、0.28μm、0.29μm、0.3μm、0.31μm、0.32μm、0.33μm、0.34μm、0.35μm、0.36μm、0.37μm、0.38μm、0.39μm、0.4μm、0.41μm、0.42μm、0.43μm、0.44μm、0.45μm、0.46μm、0.47μm、0.48μm、0.49μm、0.5μm、0.51μm、0.52μm、0.53μm、0.54μm、0.55μm、0.56μm、0.57μm、0.58μm、0.59μm、0.6μm、0.61μm、0.62μm、0.63μm、0.64μm、0.65μm、0.66μm、0.67μm、0.68μm、0.69μm、0.7μm、0.71μm、0.72μm、0.73μm、0.74μm、0.75μm、0.76μm、0.77μm、0.78μm、0.79μm、或0.8μm。
进一步还可以限定该导电粉体的D97,例如导电粉体的D97在5.0μm以上,进一步优选在5.5μm以上;进一步优选D97的范围为5.9~9.5μm,例如可以为5μm、5.1μm、5.2μm、5.3μm、5.4μm、5.5μm、5.6μm、5.7μm、5.8μm、5.9μm、6μm、6.1μm、6.2μm、6.3μm、6.4μm、6.5μm、6.6μm、6.7μm、6.8μm、6.9μm、7μm、7.1μm、7.2μm、7.3μm、7.4μm、7.5μm、7.6μm、7.7μm、7.8μm、7.9μm、8μm、8.1μm、8.2μm、8.3μm、8.4μm、8.5μm、8.6μm、8.7μm、8.8μm、8.9μm、9μm、9.1μm、9.2μm、9.3μm、9.4μm、或9.5μm。
本领域技术人员可以理解,这样的导电粉体D10、D50、D90、D97均是利用激光衍射法的激光粒度仪检测的,且在一些实施方式中,这些参数需要同时满足,即要求导电粉体的D10、D50、D90均满足上述要求或者D10、D50、D90、D97均满足上述要求。但在一些实施方式中,可以只限定导电粉体的D10、或者只限定导电粉体的D50、或者只限定导电粉体的D90。或者只限定导电粉体的D10和D50,或者只限定导电粉体的D10和D90,或者只限定导电粉体的D50和D90。
在一个具体的实施方式中,导电粉体的振实密度在3.0g/ml以上,优选在3.5g/ml以上,例如可以为3.0g/ml、3.1g/ml、3.2g/ml、3.3g/ml、3.4g/ml、3.5g/ml、3.6g/ml、3.7g/ml、3.8g/ml、3.9g/ml、4g/ml、4.1g/ml、4.2g/ml、4.3g/ml、4.4g/ml、4.5g/ml、4.6g/ml、4.7g/ml、4.8g/ml、4.9g/ml、5g/ml等。如上所述,当振径比满足本申请优选的范围时,振实密度即使不满足优选条件,也涵盖在本申请的范围内,但优选进一步振实密度也满足上述限定的范围。
在一个具体的实施方式中,导电粉体的比表面积在0.50m2/g以上,进一步优选在0.55m2/g以上,进一步优选在0.6~1.8m2/g,例如可以为0.50m2/g、0.55m2/g、0.6m2/g、0.65m2/g、0.7m2/g、0.75m2/g、0.8m2/g、0.85m2/g、0.9m2/g、0.95m2/g、1m2/g、1.1m2/g、1.2m2/g、1.3m2/g、1.4m2/g、1.5m2/g、1.6m2/g、1.7m2/g、或1.8m2/g。本申请中对于测定比表面积的方法没有任何限定,例如可以利用比表面积测试仪进行检测。
本申请的导电粉体要求利用短链脂肪酸至少部分包覆片状内核,或者短链脂肪酸完全包覆片状内核。在本申请中,至少部分包覆是指在片状内核外周面上存在短链脂肪酸,但短链脂肪酸没有完全覆盖片状内核的外周面,例如短链脂肪酸存在的面积占片状内核外周面面积的1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、或99%。完全覆盖可以理解片状内核外周面全部包覆了短链脂肪酸。
在本申请中,短链脂肪酸通常要求是碳原子数为2~8个的脂肪酸,例如碳原子数可以为2、3、4、5、6、7或8。
在一个具体的实施方式中,短链脂肪酸为碳原子数2~6个的脂肪酸,例如可以为乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸、戊酸中的一种或两种或三种以上。
在本申请中作为导电粉体的包覆剂使用了短链脂肪酸。因此在后续的固化过程中,温度升高会导致短链脂肪酸挥发,使导电粉体互联,降低电阻率。短链脂肪酸平铺在片状内核的表面,当脂肪酸覆盖饱和后,平铺短链脂肪酸分子通过侧压诱导重新排列成沿表面法线方向,向高密度相转移,最终形成单分子膜,形成有序排列。发明人意外地发现短链脂肪酸形成的单分子膜既能以最少量脂肪酸量包覆粉体,避免空洞形成,同时可使导电粉体在将来制备电池浆料时,和其他树脂的相润湿性增加,在进一步对树脂进行固化的过程中,树脂的收缩带动导电粉体的收缩,提高最终由其制备的电池浆料的堆积密度,大大地降低了电阻率。
在本申请中,可以使用单一一种短链脂肪酸包覆片状内核,也可以采用两种或三种短链脂肪酸的混合物来包覆片状内核。
在一个具体实施方式中,对于用于包覆的短链脂肪酸和片状内核的重量比例没有限定,但要求导电粉体中银含量占整个粉体重量的10~60%;优选为25~50%,例如可以为10%、12%、14%、16%、18%、20%、22%、24%、26%、28%、30%、32%、34%、36%、38%、40%、42%、44%、46%、48%、50%、52%、54%、56%、58%、或60%。
本申请还涉及上述本申请导电粉体的制备方法,其包括利用包覆材料配制包覆剂溶液;将片状内核加入到包覆剂溶剂中进行搅拌和加热;对经搅拌和加热的溶液进行过滤处理后进行干燥得到包覆材料至少部分包覆片状内核的导电粉体。
在一个具体的实施方式中,过滤处理包括进行离心处理后通过滤纸进行过滤并最终得到包覆片状内核的浆料;进一步的所述过滤包括滤纸过滤和筛网过滤;所述干燥为真空干燥。
在一个具体的实施方式中,本申请的导电粉体的制备方法包括如下步骤:步骤1,按照比例称取短链脂肪酸,将短链脂肪酸、溶剂按照质量比例混合来配制包覆剂溶液。步骤2,将片状内核倒入步骤1得到的包覆剂溶液中。按照片状内核与包覆剂溶液的重量比为1:1.2~2.5的范围来添加,添加后使用磁力搅拌器,控制转速为600~1000rpm/min,搅拌一段时间,搅拌温度控制在25~60℃。步骤3,在步骤2得到的混合液体中加入酒精,使用磁力搅拌器,控制转速为600~1000rpm/min,搅拌一段时间,然后放入离心管中,转速为2500~40000rpm/min,离心30s~5min,使用滤纸过滤清液,反复重复以上步骤至清液透明,使用300目网筛过滤待用,得到导电粉体浆。步骤4,将导电粉体浆放入真空干燥箱中,在25~80℃烘干至干燥状态。
在一个具体的实施方式中,步骤1中的溶剂为酒精和DMF的混合溶剂。
利用本申请的制备导电粉体的方法制备的导电粉体即为满足本申请要求的导电粉体。
本申请还涉及一种低温浆料,其包括:导电粉体;金属胺络合物;其他成分。具体来说该低温浆料包括导电粉体、金属胺络合物、树脂成分、聚酯、表面活性剂、固化剂、硅烷偶联剂以及溶剂。由于在本申请的低温浆料中加入了金属胺络合物。该金属胺络合物通过搅拌和混扎可均匀分散在低温浆料中,加热后分解为微米级尺寸的金属颗粒,实现导电粉体的外延生长,从而连接导电粉体,避免通过物理接触的随穿效应实现导电功能。同时,随机位置生成的金属颗粒还可填充导电粉体间的微米级尺寸空隙,改善由于导电粉体间存在间隙导致的高电阻率问题。
在申请还提供一种低温浆料,由导电粉体、金属胺络合物、树脂成分、聚酯、表面活性剂、固化剂、硅烷偶联剂以及溶剂组成。
本申请的低温浆料中使用的导电粉体可以是本申请的导电粉体,也可以是任何本领域技术人员可以购买或制备获得的导电粉体。
在一个具体的实施方式中,相对于100重量份的低温浆料,导电粉体的重量份为90重量份以上,例如可以为90重量份、90.1重量份、90.2重量份、90.3重量份、90.4重量份、90.5重量份、90.6重量份、90.7重量份、90.8重量份、90.9重量份、91重量份、91.1重量份、91.2重量份、91.3重量份、91.4重量份、91.5重量份、91.6重量份、91.7重量份、91.8重量份、91.9重量份、92重量份、92.1重量份、92.2重量份、92.3重量份、92.4重量份、92.5重量份、92.6重量份、92.7重量份、92.8重量份、92.9重量份、93重量份、93.1重量份、93.2重量份、93.3重量份、93.4重量份、93.5重量份、93.6重量份、93.7重量份、93.8重量份、93.9重量份、94重量份、94.1重量份、94.2重量份、94.3重量份、94.4重量份、94.5重量份、94.6重量份、94.7重量份、94.8重量份、94.9重量份、95重量份、95.1重量份、95.2重量份、95.3重量份、95.4重量份、95.5重量份、95.6重量份、95.7重量份、95.8重量份、95.9重量份、96重量份、96.1重量份、96.2重量份、96.3重量份、96.4重量份、96.5重量份、96.6重量份、96.7重量份、96.8重量份、96.9重量份、97重量份、97.1重量份、97.2重量份、97.3重量份、97.4重量份、97.5重量份、97.6重量份、97.7重量份、97.8重量份、97.9重量份、98重量份、98.1重量份、98.2重量份、98.3重量份、98.4重量份、98.5重量份、98.6重量份、98.7重量份、98.8重量份、98.9重量份、或99重量份。
相对于100重量份的低温浆料,金属胺络合物的重量份为0.1~3重量份,例如可以为0.1重量份、0.2重量份、0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份、.6重量份、0.7重量份、0.8重量份、0.9重量份、1重量份、1.1重量份、1.2重量份、1.3重量份、1.4重量份、1.5重量份、1.6重量份、1.7重量份、1.8重量份、1.9重量份、2重量份、2.1重量份、2.2重量份、2.3重量份、2.4重量份、2.5重量份、2.6重量份、2.7重量份、2.8重量份、2.9重量份、或3重量份。
相对于100重量份的低温浆料,树脂成分的重量份为1~3重量份,例如可以为1重量份、1.1重量份、1.2重量份、1.3重量份、1.4重量份、1.5重量份、1.6重量份、1.7重量份、1.8重量份、1.9重量份、2重量份、2.1重量份、2.2重量份、2.3重量份、2.4重量份、2.5重量份、2.6重量份、2.7重量份、2.8重量份、2.9重量份、或3重量份。
相对于100重量份的低温浆料,聚酯的重量份为0.5~3重量份,例如可以为0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份、0.9重量份、1重量份、1.1重量份、1.2重量份、1.3重量份、1.4重量份、1.5重量份、1.6重量份、1.7重量份、1.8重量份、1.9重量份、2重量份、2.1重量份、2.2重量份、2.3重量份、2.4重量份、2.5重量份、2.6重量份、2.7重量份、2.8重量份、2.9重量份、或3重量份。
相对于100重量份的低温浆料,表面活性剂的重量份为0.1~1份,例如可以为0.1重量份、0.2重量份、0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份、.6重量份、0.7重量份、0.8重量份、0.9重量份、或1重量份。
相对于100重量份的低温浆料,固化剂的重量份为0.3~4重量份,例如可以为0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份、0.9重量份、1重量份、1.1重量份、1.2重量份、1.3重量份、1.4重量份、1.5重量份、1.6重量份、1.7重量份、1.8重量份、1.9重量份、2重量份、2.1重量份、2.2重量份、2.3重量份、2.4重量份、2.5重量份、2.6重量份、2.7重量份、2.8重量份、2.9重量份、3重量份、3.1重量份、3.2重量份、3.3重量份、3.4重量份、3.5重量份、3.6重量份、3.7重量份、3.8重量份、3.9重量份、或4重量份。
相对于100重量份的低温浆料,硅烷偶联剂的重量份为0.2~1份,例如可以为0.2重量份、0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份、0.9重量份、或1重量份。
相对于100重量份的低温浆料,溶剂的重量份为0.5~5重量份,例如可以为0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份、0.9重量份、1重量份、1.1重量份、1.2重量份、1.3重量份、1.4重量份、1.5重量份、1.6重量份、1.7重量份、1.8重量份、1.9重量份、2重量份、2.1重量份、2.2重量份、2.3重量份、2.4重量份、2.5重量份、2.6重量份、2.7重量份、2.8重量份、2.9重量份、3重量份、3.1重量份、3.2重量份、3.3重量份、3.4重量份、3.5重量份、3.6重量份、3.7重量份、3.8重量份、3.9重量份、4重量份、4.1重量份、4.2重量份、4.3重量份、4.4重量份、4.5重量份、4.6重量份、4.7重量份、4.8重量份、4.9重量份、或5重量份。
在本申请中的金属胺络合物是有机金属化合物和胺类的络合物,这类物质可以加热生成金属单质。
其中,用于形成金属胺络合物的金属选自银、锌、铅。在本申请中有机金属化合物的有机部分可以为甲酸、乙酸、草酸。有机金属化合物可以选自甲酸银、乙酸银、草酸银、甲酸锌、乙酸锌、草酸锌、甲酸铅、乙酸铅、或草酸铅。胺类可以选自三乙醇胺、二乙醇胺、油胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、三乙胺、甲酰胺、苯胺、二苯胺、或十八胺。
在一个具体的实施方式中,金属胺络合物选自甲酸银三乙醇胺络合物、乙酸银三乙醇胺络合物、乙酸锌油胺络合物、乙酸铅二乙醇胺络合物、乙酸银油胺络合物、乙酸银十八胺络合物、或乙酸锌二乙醇胺络合物中一种或两种或三种以上。
在本申请中,金属胺络合物可以是直接购买的,也可以是自行合成制备的。例如可以按照摩尔比1:1的配比加入有机金属化合物和胺类,然后在加热条件下(例如50℃)下反应一段时间,制备得到。本领域技术人员也可以基于希望形成的络合物的条件来调整有机金属化合物和胺类的摩尔比,摩尔比的范围控制在1:100~100:1的范围,例如1:10~10:1的范围均可。
本申请还涉及金属胺络合物用于制备低温浆料的用途,本申请的发明人首次发现将金属胺络合物用于制备浆料能够改善导电粉体之间的物理接触从而改善由于粉体间存在间隙导致的高电阻率问题,因此能够有效地实现降低浆料的电阻率。
所述树脂成分选自环氧树脂、乙基纤维素、醋酸丁酸纤维素、松香树脂、丙烯酸树脂、或聚乙烯醇缩丁醛酯中的一种。
在一个具体的实施方式中,所述树脂成分为环氧树脂;优选所述环氧树脂选自双酚A环氧树脂,氢化双酚A环氧树脂或聚氨酯改性环氧树脂;优选双酚A环氧值在0.38~0.54,例如所述环氧值可以为0.38、0.39、0.4、0.41、0.42、0.43、0.44、0.45、0.46、0.47、0.48、0.49、0.5、0.51、0.52、0.53、或0.54。
所述聚酯为酸值在3~7且羟值为2以上的聚酯;优选所述聚酯选自选自酸值为4~7,例如为4~5、或5~6或6~7且羟值为2以上的有机硅改性聚酯树脂、酸值为3~6,例如为3~4、或4~5或5~6且羟值为2以上的不饱和聚酯树脂;或者聚酯树脂可以为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT))和聚芳酯(PAR)等。在本申请中酸值和羟值可以基于聚酯的供应商所提供的数据来选取合适范围的聚酯,也可以基于本领域技术人员已知的手段来进行检测确定使用的聚酯的羟值和羧值满足要求。其中聚酯的酸值可以为例如3~5、4~6,3~4、或4~5,羟值例如可以为2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.4、3.8、3.9、4.0以上。
在一些实施方式中,所述聚酯树脂的牌号可以为191、196、197、TM182、304、T541、3301、323、MFE-2、7901、S-906、TM302、317、TM195、或S692等。
所述表面活性剂选自油胺、司斑80、司斑85、吐温85、PPE400、BYK111、BYK110、BYK170、油酸、或月桂酸中的一种或两种或三种以上,优选为油胺、司斑80、司斑85、吐温85、或PPE400;
所述固化剂为封端HDI或封端IPDI,优选封端剂选自2-甲基咪唑、2-乙级-4-甲基咪唑、3-十一烷基咪唑、1-甲基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-氰乙级-2-家剂咪唑、或4-甲基咪唑的一种或两种以上。
所述硅烷偶联剂选自KH540、KH550、KH560、KH570、KH580中的一种或两种或三种以上。
所述溶剂选自丁基卡必醇醋酸酯、DBE、乙二醇单苯醚、二乙二醇丁醚醋酸酯、松油醇、2,2,4-三甲基-1,3戊二醇二异丁酸酯、乙酸丁酯、乙二醇单甲醚、或丙二醇单甲醚中一种或两种或三种,优选为丁基卡必醇醋酸酯、DBE、乙二醇单苯醚。
本申请提供一种低温浆料的制备方法,其包括:
步骤一:对按照配比将低温浆料的物料进行搅拌;
步骤二:对搅拌好的物料进行辊轧;以及
步骤三:对辊轧后的浆料进行过滤。
在步骤一中,所述低温浆料的物料为导电粉体、金属胺络合物、树脂成分、聚酯、表面活性剂、固化剂、硅烷偶联剂以及溶剂。
将所述导电粉体、金属胺络合物、树脂成分、聚酯、表面活性剂、固化剂、硅烷偶联剂以及溶剂混合搅拌。
所述导电粉体、金属胺络合物、树脂成分、聚酯、表面活性剂、固化剂、硅烷偶联剂以及溶剂的配比以及各组分的具体成分可参考前述描述。
所述搅拌的转速10~100rpm/min,优选为20~80rpm/min,例如可以为10rpm/min、20rpm/min、30rpm/min、40rpm/min、50rpm/min、60rpm/min、70rpm/min、80rpm/min、90rpm/min、或100rpm/min。
所述搅拌时间为10~60min,优选为20~30min,例如可以为10min、20min、30min、40min、50min、或60min。
进一步优选在搅拌一段时间后再加快转速,搅拌给定时间;
优选加快后的转速为20~120rpm/min,优选为30~100rpm/min,例如可以为20rpm/min、30rpm/min、40rpm/min、50rpm/min、60rpm/min、70rpm/min、80rpm/min、90rpm/min、100rpm/min、110rpm/min、或120rpm/min。
优选所述给定时间为10-100min,优选为30-80min,例如可以为10min、20min、30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min、或100min。
具体地,所述搅拌在真空度≥-0.8Mpa的条件下进行,例如真空度可以为-0.6Mpa、-0.4Mpa等。
在步骤二中,在所述辊轧中是辊轧后的物料的细度为≤6μm,例如物料的细度可以为6μm、5μm、4μm、3μm、2μm、或1μm。
在步骤三中,辊轧后浆料使用300目网筛进行过滤去掉异物或亮片。
在本申请中,细度是通过刮板细度计测量的,用于表示颗粒的最大粒径。
实施例
本申请对试验中所用到的材料以及试验方法进行一般性和/或具体的描述,在下面的实施例中,如果无其他特别的说明,%表示wt%,即重量百分数。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
制备导电粉的步骤
按照如下方法制备如表4所示的导电粉,其中,表4中显示了各导电粉使用的包覆材料的种类。
步骤1:按照下表4中记载的内容称取短链脂肪酸,将该短链脂肪酸、酒精和DMF,按照质量比例1:3:2(短链脂肪酸:酒精:DMF)来配制包覆剂溶液。
步骤2:将购买的银包粉(即片状内核),倒入步骤1包覆剂溶液中。按照银包粉:包覆剂溶液为1:1.2~2.5使用磁力搅拌器转速为600~1000rpm/min,搅拌2~4H,温度在25~60℃。
步骤3:在步骤2中加入酒精,使用磁力搅拌器转速为600~1000rpm/min,搅拌10min,然后放入离心管中,转速为2500~40000rpm/min,离心30s~5min,使用滤纸过滤清液,反复重复以上步骤至清液透明,使用300目网筛过滤待用,得到导电粉体浆。
步骤4:将导电粉体浆放入真空干燥箱中,25~80℃烘干12~24h至干燥状态得到导电粉体。其中针对得到的导电粉体,利用比表面积测试仪测试其PET;利用振实密度测试仪测定振实密度,导电粉体的测试结果如表4所示。D10、D50、D90、D97采用激光衍射法利用激光散射仪测定。其中,表4中的振径比为利用检测的振实密度除以检测的D50数据,表4中的片径比为导电粉体的厚度除以导电粉体的D50,其中导电粉体的厚度通过SEM测量单个粉体厚度数据。
实施例1-11
1、按照如下表2和表3配比的物料装入搅拌机中,转速35rpm/min,搅拌时间20min,停机将搅拌桨刮干净,再以转速45rpm/min,搅拌时间60min,搅拌时抽真空,真空度-0.8Mpa。
2、将搅拌好的物料辊轧,按照表1工艺进行辊轧,将辊轧后浆料使用300目网筛过滤掉异物或亮片,细度4μm;
3、将以上制备浆料通过丝网印刷工艺,印刷在硅片上,测量线阻率,将浆料分别测试下20rpm/min粘度,30℃3天测试粘度,5℃放置180天粘度。
其中,在实施例1中使用的银包镍1为表4中显示的银包镍1,实施例2中使用的银包镍4为表4中显示的银包镍4,实施例3中使用的银包镍1为表4中显示的银包镍1,实施例4中使用的银包镍2为表4中显示的银包镍2,实施例5中使用的银包镍3为表4中显示的银包镍3,实施例6中使用的银包镍5为表4中显示的银包镍5,实施例7中使用的银包铝和银包铋为表4中显示的银包铝和银包铋按照62:29重量比混合而成(即银包铝为62重量份,银包铋为29重量份),实施例8中使用的银包铋为表4中显示的银包铋,实施例9中使用的银包锌为表4中显示的银包锌,实施例10中使用的银包碳和银包镍为表4中显示的银包碳和银包镍按照32:59重量比混合而成(即银包碳为32重量份,银包镍为59重量份),实施例11中使用的银包碳和银包镍为表4中显示的银包玻璃粉和银包PVP按照1:1重量比混合而成(即银包玻璃粉为44重量份,银包PVP为44重量份)。实施例12中使用的银包镍6为表4中显示的银包镍6,对比例1中使用的导电粉为纯银颗粒经油酸包覆得到的导电粉,对比例2中使用的导电粉为银包铜颗粒经油酸包覆得到的导电粉。实施例1-12以及对比例1和2中的导电粉的制备方法均如上所示。表2中显示的各物质的添加量均为重量分数,表2中的各物质的缩写可以参见表3和表4。
表1辊轧工艺表
辊轧数 | 辊轧间隙 | 辊轧速度(rpm/min) |
1 | 01 | 200 |
2 | 0.15 | 300 |
3 | 0.19 | 400 |
4 | 0.45 | 400 |
5 | 0.65 | 400 |
6 | 0.65 | 400 |
7 | 0.3 | 400 |
表2各实施例成分和重量份数表格
表3针对表2中实施例1-11中使用的物质的代号说明
表4实施例1-11中使用的导电粉的参数描述
表5实施例1-11制备的浆料的效果
基于上述实施例的数据可以看出,本申请实施例得到的浆料的电阻率优异,储存时间达到180天,粘度也没有明显降低。在对比例1中由于其内核是采用纯银材料,尽管其电阻率以及储存时间均较为优异,但是其成本较高,不利于产业化。
尽管以上结合对本申请的实施方案进行了描述,但本申请并不局限于上述的具体实施方案和应用领域,上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的,而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本申请权利要求所保护的范围的情况下,还可以做出很多种的形式,这些均属于本申请保护之列。
Claims (21)
1.一种导电粉体,其包括片状内核和至少部分包覆片状内核的包覆材料,其中,所述包覆材料为短链脂肪酸。
2.根据权利要求1所述的导电粉体,其中,
所述导电粉体的片径比在3.5以上,优选在5以上;
优选振径比在0.80以上,优选在1.1以上。
3.根据权利要求1或2所述的导电粉体,其中,
所述导电粉体的D50在2μm以上,进一步优选在2.5μm以上,进一步优选D50的范围为2~4.5μm;
进一步优选所述导电粉体的D90在3.5μm以上,进一步优选在4.0μm以上;进一步优选D90的范围为3.5~6μm;
进一步优选所述导电粉体的D10在0.25μm以上,进一步优选在0.30μm以上;进一步优选D10的范围为0.25~0.80μm。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的导电粉体,其中,
所述导电粉体的振实密度在3.0g/ml以上,优选在3.5g/ml以上;
优选所述导电粉体的比表面积在0.50m2/g以上,进一步优选在0.55m2/g以上,进一步优选在0.6~1.8m2/g。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的导电粉体,其中,
所述短链脂肪酸为碳原子数为2~8个的脂肪酸;
优选所述短链脂肪酸为碳原子数2~6个的脂肪酸;
进一步优选所述短链脂肪酸为乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸、戊酸中的一种或两种或三种以上。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的导电粉体,其中,
片状内核选自银包金属片粉、银包玻璃粉、银包硅胶、银包硅粉、银包树脂、银包高分子聚合物、银包石墨粉、银包炭黑粉;其中,
所述金属选自铋、锡、镍、铝、铅、锌中的任意一种或两种或三种以上;
所述树脂选自聚乙烯吡咯烷酮、环氧树脂、丙烯酸类树脂、环氧类树脂、硅类树脂、热塑性弹性体类树脂、橡胶类树脂、聚酯类树脂、聚氨酯树脂;
优选所述高分子聚合物选自聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯聚醚、聚酯、聚酰胺、聚氨酯或聚硫橡胶。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的导电粉体,其中,
相对于导电粉体,银含量为10~60%;优选为25~50%。
8.一种制备导电粉体的方法,包括:
利用包覆材料配制包覆剂溶液;
将片状内核加入到包覆剂溶剂中进行搅拌和加热;
对经搅拌和加热的溶液进行过滤处理后进行干燥得到包覆材料至少部分包覆片状内核的导电粉体;
优选所述过滤处理包括进行离心处理后通过滤纸进行过滤并最终得到包覆片状内核的浆料;
进一步优选所述过滤包括滤纸过滤和筛网过滤;
进一步优选所述干燥为真空干燥。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,其制备的导电粉为权利要求1~7中任一项所述的导电粉体。
10.一种低温浆料,其包括:
导电粉体;
金属胺络合物;
其他成分。
11.根据权利要求10所述的低温浆料,其中,
其他成分为树脂成分、聚酯、表面活性剂、固化剂、硅烷偶联剂以及溶剂。
12.根据权利要求10或11所述的低温浆料,其中,
相对于100重量份的低温浆料,导电粉体的重量份为90重量份以上;金属胺络合物的重量份为0.1~3重量份。
13.根据权利要求12所述的低温浆料,其中,
相对于100重量份的低温浆料,树脂成分的重量份为1~3重量份;聚酯的重量份为0.5~3重量份;表面活性剂的重量份为0.1~1份;固化剂的重量份为0.3~4重量份;硅烷偶联剂的重量份为0.2~1份;溶剂的重量份为0.5~5重量份。
14.根据权利要求11~13中任一项所述的低温浆料,其中,所述树脂成分选自环氧树脂、乙基纤维素、醋酸丁酸纤维素、松香树脂、丙烯酸树脂、聚乙烯醇缩丁醛酯中的一种;优选所述环氧树脂选自双酚A环氧树脂,氢化双酚A环氧树脂或聚氨酯改性环氧树脂;优选双酚A环氧值在0.38~0.54;或者
所述聚酯为酸值在3~7且羟值为2以上的聚酯;优选所述聚酯选自选自酸值为4~7且羟值为2以上的有机硅改性聚酯树脂、酸值为3~6且羟值为2以上的不饱和聚酯树脂;或者
所述表面活性剂选自油胺、司斑80、司斑85、吐温85、PPE400中的一种或两种或三种以上;或者
所述固化剂为封端HDI或封端IPDI,优选封端剂选自2-甲基咪唑、2-乙级-4-甲基咪唑、3-十一烷基咪唑、1-甲基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-氰乙级-2-家剂咪唑、4-甲基咪唑的一种或两种以上;或者
所述硅烷偶联剂选自KH540、KH550、KH560、KH570、KH580中的一种或两种或三种以上;或者
所述溶剂选自丁基卡必醇醋酸酯、DBE、乙二醇单苯醚中一种或两种或三种。
15.根据权利要求11~14中任一项所述的低温浆料,其中,所述金属胺络合物为有机金属化合物和胺类的络合物,其中有机金属化合物选自甲酸银、乙酸银、草酸银、甲酸锌、乙酸锌、草酸锌、甲酸铅、乙酸铅或草酸铅。胺类选自三乙醇胺、二乙醇胺、油胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、三乙胺、甲酰胺、苯胺、二苯胺或十八胺;
优选金属胺络合物选自甲酸银三乙醇胺络合物、乙酸银三乙醇胺络合物、乙酸锌油胺络合物、乙酸铅二乙醇胺络合物、乙酸银油胺络合物、乙酸银十八胺络合物、乙酸锌二乙醇胺络合物中一种或两种或三种以上。
16.根据权利要求11~15中任一项所述的低温浆料,其中,所述导电粉体为权利要求1~7中任一项所述的导电粉体。
17.一种制备权利要求11~16中任一项所述的低温浆料的方法,其包括:
对按照配比将形成权利要求11~16中任一项所述的低温浆料的物料进行搅拌;
对搅拌好的物料进行辊轧;以及
对辊轧后的浆料进行过滤。
18.根据权利要求17所述的方法,其中,
所述搅拌的转速10~100rpm/min,优选为20~80rpm/min,或者
所述搅拌时间为10~60min,优选为20~30min,
进一步优选在搅拌一段时间后再加快转速,搅拌给定时间;
优选加快后的转速为20~120rpm/min,优选为30~100rpm/min,优选所述给定时间为10-100min,优选为30-80min。
19.根据权利要求17或18所述的方法,其中,
所述搅拌在真空度≥-0.8Mpa的条件下进行。
20.根据权利要求17~19中任一项所述的方法,其中,在所述辊轧中是辊轧后的物料的细度为≤6μm,优选辊轧后浆料使用300目网筛进行过滤去掉异物或亮片。
21.金属胺络合物用于制备低温浆料的用途。
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