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一文读懂片状银粉

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银粉是电子导电浆料的核心功能基材,而片状银粉凭借形貌带来的差异化性能,逐步成为高端电子浆料的核心选型。对比传统球状银粉,片状银粉依靠面-面接触的导电结构,能用更低的填充占比搭建稳定连续的导电网络,同时具备更优异的印刷成膜性、抗氧化性与抗弯折性,是光伏银浆、半导体封装互连、柔性导电油墨、汽车电子元器件不可替代的基础功能材料,产品性能直接决定下游导电浆料的电阻率、耐候性与良率水平。近年来,随着光伏N型电池迭代、半导体先进封装普及、新能源汽车电子放量,终端对导电材料提出了高径厚比、低填充量、低温烧结、批次稳定等更高要求,片状银粉的技术迭代与产业发展均进入全新阶段。


片状银粉 图源:昆明银科电子

片状银粉制备方法

目前,片状银粉的主流制备方法仍以机械球磨法、模板法、化学还原法、光诱导法为主,但各工艺均在原有基础上实现了显著优化,同时涌现出复合工艺、精准调控体系等新方向。

机械球磨法

机械球磨法制备片状银粉通常是以AgNO3或Ag2O为银源,在添加剂或分散剂的保护下先通过化学还原法得到不同粒径的球形银颗粒,再通过控制球料比、球磨助剂、固液比、球磨时间等参数,依靠磨球运动对银粉的“打、砸”作用使球形颗粒变形为片状。该方法制备的片状银粉多为微米级,具有色泽光亮、密度大、机械性能好、产率高、成本较低的优势,是目前工业生产超细片状银粉的主流方法之一。

近年来,机械球磨法的技术优化主要集中在批次稳定性提升、杂质控制与绿色制造三个方向:

针对传统工艺重现性差、批次质量不稳定的痛点,行业头部企业逐步布局自动化球磨产线与在线粒度形貌检测系统,通过实时监控球磨参数实现片径与厚度的精准控制,大幅降低批次间质量波动。

复合工艺逐步落地,“液相还原+湿式球磨+干式球磨”的三步法可制备出平均粒径5-8μm、振实密度1.5-3.0g/ml的光亮片状银粉,分散性与抗氧化性显著提升,可直接适配无卤银浆的应用需求。

分散剂体系得到系统优化:研究表明,长碳链分散剂(如油酸、硬脂酸)能在银粉表面形成更充分的吸附保护层,相比短链的正辛酸、蓖麻油酸,可有效减少球磨过程中的冷焊与叠片现象,制备出粒径分布窄、振实密度达1.7g/cm³的片状银粉,对应银浆固化后方阻可低于10mΩ/□。

低损耗球磨工艺与贵金属废液回收技术的推广,进一步降低了生产过程中的银损耗,提升了工艺的经济性与环保性。但该方法仍存在一些固有局限:球磨过程易带入杂质影响银粉纯度,同时存在加工硬化现象,超细粒径制备难度大,且整体能耗相对较高。

模板法

模板法是利用模板剂在溶液中自组装形成的特殊结构,使有机物在晶核的某个晶面上进行选择性分子吸附,降低晶面表面能,使其择向生长,进而生成非球形结构,具体包括硬模板法、软模板法以及生物模板法等。

硬模板法在制备微纳米结构方面有强限域作用,能严格控制材料的尺寸,但后处理麻烦,往往需要强酸、强碱或有机溶剂去除模板,易破坏内部微纳米结构;生物模板法需要特定细菌或生物材料,操作复杂、控制难度高且反应缓慢,产率较低;

软模板法通过表面活性剂、微乳液、高分子自组织结构调控纳米颗粒的形貌与尺寸,模板相对容易移除,是当前研究与小批量生产的主流方向。

模板法对于制备特殊形貌的纳米银材料有着工艺简单、反应重现性好、易于控制等优点,但仅在制备纳米银片方面效果较好,对于片径较大的微米级别银片的制备仍有很多问题需要解决,且整体产率偏低,目前尚难以在大规模工业生产中直接应用。

化学还原法

化学还原法是指在液相、固相或气相条件下,用还原剂还原银的化合物制备银粉的一类方法。制备片状银粉需经过银离子还原、过饱和、成核、银晶生长、团聚等过程,通常配合光辐射、辅助化学品等手段调控得到片状形貌。该方法制备的银粉纯度高、粒子结构均匀,且反应条件可控,易得到粒径和形状可控的片状银粉。

近年来,化学还原法是技术突破最集中的方向,核心围绕高浓度下形貌可控、高径厚比制备、低残留高活性三大痛点持续优化:

高径厚比微米银粉制备突破:中南大学团队提出“还原抑制剂预调控”策略,以FeSO4为还原剂、Fe2(SO4)3为还原抑制剂,通过调控Fe³⁺/Fe²⁺摩尔比精确控制还原速率,成功突破传统方法难以制备大直径(>30μm)片状银粉的瓶颈,可稳定合成径厚比>100、振实密度<0.5g/cm³的片状银粉。将其用于导电浆料时,仅40%的银添加量即可形成电阻率低至3.91×10-3Ω·cm的导电通路,为低银含量导电浆料的开发提供了核心材料基础。

高活性低温银粉优化:通过液相还原体系的优化,以PVP为包覆剂、氯化物为银离子浓度调控剂,结合后续硼氢化钠表面处理,可将纳米银片的烧结起始温度从270℃降至190℃以下。将其与微米片状银粉按8:2比例复配,制备的导电胶在60%填充量下体积电阻率可达8.02μΩ·cm,同时具备优异的粘接强度与高温老化稳定性,适配HJT电池低温银浆与微电子封装场景。

工艺效率提升:分步液相还原、平行管进液等新工艺逐步落地,在提升反应体系银浓度的同时,一定程度上改善了产物形貌的均一性。

但该方法仍存在待解难题:高浓度体系下银粉形貌易失控、粒径分布宽;为保证分散性加入的分散剂难以彻底清除,部分含硫分散剂易导致银粉硫化、方阻升高;产物粉末力学性能偏弱,用于浆料中易导致零位电阻增加。

光诱导法

光诱导法通过光辐照改变银晶核的长大方向,采用不同光源照射即可得到不同形貌的非球形银粒子,整个过程分为诱导、生长和成熟三个阶段。该方法具有工艺和设备简单、产品不易被污染等优点,是替代球磨法的潜在技术路线之一。

截至2026年,该方法仍存在明显的产业化瓶颈:制备的片状银粉色泽不光亮,银浆烧结后的外观变暗偏黄;操作条件难以控制,产物粒径不统一;反应时间过长,工艺的偶然性和不确定性较大。以目前研究现状,光诱导法制备片状银粉仍停留在实验室研究阶段,很难实现大规模工业化生产。

片状银粉的应用新进展

谈到片状银粉的应用,“径厚比”(颗粒粒径与片层厚度的比值)仍是核心评价指标,直接决定其应用领域范围。由于粉体形貌并非标准圆形、不同部位厚度存在差异,径厚比通常为估计值:

径厚比大的片状银粉,松装密度低,单位体积颗粒数量多,在较低银含量下就能表现出优异的导电性能,多用于薄膜开关导电银浆领域;径厚比小的片状银粉,振实密度高,多用于高银含量导电银浆及光伏HJT银浆领域。

随着下游产业技术迭代,片状银粉的应用场景已从传统电子领域,延伸至光伏新能源、半导体封装、汽车电子等多个高增长赛道。

光伏产业:N型电池迭代驱动需求升级

光伏是当前片状银粉最大的应用领域,约占全球电子级银粉消费量的68%。随着PERC电池向TOPCon、HJT、BC等N型电池升级,片状银粉的需求结构与性能要求均发生显著变化:

TOPCon电池:适配正银浆细线化印刷趋势,亚微米级(0.3-0.8μm)片状银粉需求增速达19.6%。头部企业通过“双峰粒径配比”技术(大粒径搭建导电骨架、小粒径填充孔隙),将TOPCon正银浆的银单耗从85mg/W降至76mg/W,在降本的同时保证导电性能。

HJT电池:作为低温银浆的核心填料,高振实密度、小粒径的片状银粉是主流选择。目前行业领先水平已实现200℃烧结温度下方阻稳定在3.8mΩ/□(行业标准≤4.5mΩ/□),电池良率提升至99.1%。配合银包铜技术、0BB(无主栅)技术,HJT电池的单片银浆耗量已可降至120mg以下,大幅降低生产成本。

BC电池:作为新一代背接触电池,对银粉的印刷精度与导电均匀性提出更高要求,专用片状银粉已实现从零到产业化的突破,2026年国内市场规模已达3.1亿元。

半导体与柔性电子:高端制造的核心基材

随着AI服务器、5G通信硬件的放量,半导体先进封装、MLCC(多层陶瓷电容器)、电磁屏蔽材料对片状银粉的需求快速增长,年均复合增速达17.3%。

片状银粉凭借面接触的低电阻优势与优异的成膜性,可在更低填充量下形成稳定导电网络,适配细间距封装、低温固化工艺的需求。在柔性电路板、薄膜电阻等低温贴片元器件中,径厚比>20的片状银粉可在120℃下形成连续导电网络,电阻率低于8×10-6Ω·cm,成为柔性电子、可穿戴设备导电油墨的首选填料。

新能源汽车电子:新兴增量市场

新能源汽车的电子化趋势带动车载控制系统、智能驾驶器件的导电材料需求扩容。片状银粉凭借优异的抗弯折性、耐候性与导电稳定性,可满足汽车电子在振动、温变等复杂工况下的可靠性要求,逐步应用于车载传感器、控制单元电极、电磁屏蔽膜等部件,成为片状银粉市场的新兴增长极。

结语

近年来,片状银粉的研究与产业化均取得了长足进步:制备工艺上,机械球磨法向自动化、绿色化升级,化学还原法突破高径厚比、低银填充的技术瓶颈,产物性能持续提升;应用场景上,从传统电子领域延伸至光伏、半导体、汽车电子等万亿级赛道,市场规模快速扩大。数据显示,2025年全球片状银粉市场规模已达40.50亿美元,预计2032年将增长至63.75亿美元。

当前,片状银粉行业已告别早期的价格竞争,转向工艺精度、产品纯度与定制化能力的综合比拼。未来,随着下游新能源与高端电子产业的持续发展,具备高径厚比、窄粒径分布、低烧结温度、高批次稳定性的高端片状银粉,将成为行业竞争的核心赛道,也将持续推动导电材料领域的技术进步。

参考来源:

中国粉体网、中南大学官网、上海有色网

王微,董思思,朱佩佩:低温银浆的“命脉”:高活性银粉的液相合成技术进展

产业世界:2026全球电子级银粉行业市场调查分析报告

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