专利名称：：高比表面积多孔银粉的制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种高比表面积多孔银粉的制备方法，特指一种以合金化法制备银基合金，经破碎球磨制粉后腐蚀制取多孔银粉的方法。
背景技术：
：多孔材料是近年发展起来的新材料，它具有结构材料和功能材料的特性。多孔材料具有大量的空隙决定了它具有如比重小、比强度大、能量吸收性好、比表面积大、渗透性好及对气体敏感等特性，这些性能使得多孔材料广泛地使用于过滤器、催化剂载体、热交换器、多孔金属电极等。由微细多孔银粉烧结后得极板经化成生成氧化物而得到的氧化银电极，可用于锌/氧化银(Zn/AgO)电池正极材料和铝/氧化银(Al/AgO)电池正极材料，该电池具有放电功率大、电性能稳定、使用安全可靠和高比能量等特性，可广泛用于医疗卫生储备电源、消防储备电源、电信储备应急电源、水下推进动力电源及航空航天用二次电池。目前国内外制备正极用微细银粉方法，一般为化学方法如氧化银热还原法、醋酸银热分解法、葡萄糖还原法等。上述方法制备的银粉比表面积约为1.52m2/g，经压制后烧结及氧化化成后制造的AgO电极电极电位低，约0.15V(理论值0.45V)，利用率约为65%左右，其氧含量低(约65%)、电极极化严重、电位较低、放电过程中利用率较低(60%~70%)，且流动性差导致机加工性能差，只能通过手工制作银电极，容易造成电流密度分布失衡，局部性能差异大，工作电压下降等问题，且降低生产效率，增加劳动力成本。
发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种生产效率高，生产成本低，成品比表面积大、活性高、渗透性强的多孔银粉制备方法。为了解决上述技术问题，本发明提供的高比表面积多孔银粉的制备方法，以纯度为99.9%的银锭为基材，选取银-镁合金化元素镁质量百分比为15-35%;采用电阻炉及石墨坩埚对镁进行熔炼，熔炼温度为7207S0。C，熔炼过程中采用氩气保护，待镁完全熔融后按比例将银锭加入熔融态镁中，至银完全熔化后充分搅拌，浇铸于铁模中，待自然冷却后机械破碎、氩气保护下球磨，球磨参数为转速180220r/min，球料比R=1020，球磨4452h，根据粉末粒度要求过筛分级，没达到粒度要求的粗合金粉继续球磨；球磨后的银-镁合金粉末放入过量20%~40%体积的混合酸溶液(混合酸溶液组成为1体积36.5%浓盐酸+9体积98%浓硫酸+40体积水)中，混合酸溶液体积根据银-镁合金粉末中镁的质量(m:克)计算确定，计算方法混合酸溶液体积V(升)=1.2%m，腐蚀4452h后取出，洗涤、过滤、干燥、过筛，得微米级多孔银粉。采用上述技术方案制备的大比表面积、高活性的多孔银粉的制备方法，利用低成本的合金化元素镁制备银-镁合金，经破碎球磨工艺后再腐蚀制备的多孔网络状银粉具有微米级银粉粒度、纳米级粉的比表面积，因此具有高活性、高利用率及低成本等优势。合金法得到的多孔网络状银粉比表面积为25m"g，是微米级银粉比表面积的35倍，且制备的银粉具有较好的流动性，满足了全自动辊压电极设备对原材料的要求，提高电化学性能均匀性及降低了人工成本。多孔网络状银粉制造的氧化物(Ag20或AgO)正极极片具有高活性、强渗透性、低极化及较正的阴极电位，其电极电位20.25V(理论值0.45V)，利用率275%，可用于大功率的Zn/AgO二次电池、Al/AgO—次电池正极，而且可以提高阴极的利用率和电池的功率，且可使电池放电台阶电压高且稳定，同时还能大大节省银粉用量，降低成本。本发明提供的高比表面积多孔银粉的制备方法，其关键技术在于选用合适的合金化元素镁与银元素形成中间合金，经腐蚀后得到多孔网络状银粉。本发明制备方法流程较短，收率较高，对环境友好，操作简便，适宜于工业化生产。图1为银-镁合金经破碎球磨后所得合金粉末微观形貌；图2为银-镁合金粉经酸腐蚀后所得的微米级多孔银粉微观形貌；图3为银-镁合金粉经腐蚀后所得的多孔银粉纳米级比表面积微观形；图4微米级多孔银粉经化成压制后所得正极极板表面形貌。具体实施方式实施例1:取纯度为99.9%纯银锭重量为1000g，银-镁合金合金化元素镁重量为538.5g(质量比为35%);采用电阻炉及石墨坩埚对镁进行熔炼，熔炼温度为750°C，熔炼过程中采用通入氩气保护，待镁完全熔融后按比例将银锭加入熔融液态镁中，保温至银完全熔融后充分搅拌，浇铸于铁模中，待自然冷却后机械破碎、氩气保护下球磨，球磨参数为转速200r/min，球料比R=15，球磨48h，过325目筛。取过筛后的银-镁合金粉末1000g放入5.0~5.9升(1.2%x350xl20%~1.2%x350xl40%)的混合酸溶液(混合酸组成为1体积36.5%浓盐酸+9体积98%浓硫酸+40体积水)中，腐蚀48h后取出，洗涤、过滤、干燥、过325目筛，真空包装保存，得微米级多孔银粉。实施例2:取纯度为99.9%纯银锭重量为1000g，银-镁合金合金化元素镁重量为176.5g(质量比为15%);采用电阻炉及石墨坩埚对镁进行熔炼，熔炼温度为720°C，熔炼过程中采用通入氩气保护，待镁完全熔融后按比例将银锭加入熔融液态镁中，保温至银完全熔融后充分搅拌，浇铸于铁模中，待自然冷却后机械破碎、氩气保护下球磨，球磨参数为转速180r/min，球料比R=10，球磨44h，过325目筛。取过筛后的银-镁合金粉末1000g放入2.2~2.6升(1.2。/。xl50xl20。/。1.2。/。xl50xl40。/。)混合酸溶液(混合酸组成为1体积36.5%浓盐酸+9体积98%浓硫酸+40体积水)中，腐蚀44h后取出，洗涤、过滤、干燥、过325目筛，真空包装保存，得微米级多孔银粉。实施例3:取纯度为99.9%纯银锭重量为1000g，银-镁合金合金化元素镁重量为-298.7g(质量比为23%);采用电阻炉及石墨坩埚对镁进行熔炼，熔炼温度为780°C，熔炼过程中采用通入氩气保护，待镁完全熔融后按比例将银锭加入熔融液态镁中，保温至银完全熔融后充分搅拌，浇铸于铁模中，待自然冷却后机械破碎、氩气保护下球磨，球磨参数为转速220r/min，球料比R=20,球磨52h，过325目筛。取过筛后的银-镁合金粉末1000g放入3.3~3.9升(1.2%x230xl20%~1.2%x230xl40%)混合酸溶液(混合酸组成为1体积36.5%浓盐酸+9体积98%浓硫酸+40体积水)中，腐蚀52h后取出，洗涤、过滤、干燥、过325目筛，真空包装保存，得微米级多孔银粉。多孔银粉经辊压烧结后制成多孔氧化物(Ag20或AgO)正极极片。本发明制备银粉相关参数如表1所示。本发明提供合金化法制备微米级多孔银粉，主要原理为银与易于腐蚀的合金化元素镁化合为中间化合物，经球磨、酸腐蚀后残留的即为所需的多孔银粉。因此按此原理，对于一般金属多孔粉末的制备，选取适当的合金化元素及腐蚀条件，均能制备出较理想金属多孔粉末，所以本发明可以说提供了一种较为普遍的微细多孔金属粉末制备的方法。表l本发明制备银粉相关参数<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>权利要求1、一种高比表面积多孔银粉的制备方法，其特征在于以纯度为99.9％的银锭为基础，选取银-镁合金合金化元素镁重量百分比为15～35％；采用电阻炉及石墨坩埚对镁进行熔炼，熔炼温度为720～780℃，熔炼过程采用氩气保护，待镁完全熔融后按比例将银锭加入熔融态镁中，保温至银完全熔融后充分搅拌，浇铸于铁模中，待自然冷却后机械破碎、氩气保护下球磨，球磨参数为转速180～220r/min，球料比R＝10～20，球磨44～52h，根据粉末粒度要求过筛分级，没达到粒度要求的粗合金粉继续球磨；球磨后的银-镁合金粉末放入过量20％～40％体积的混合酸溶液中，腐蚀44～52h后取出，洗涤、过滤、干燥、过筛，得微米级多孔银粉。2、根据权利要求1所述的高比表面积多孔银粉的制备方法，其特征在于所述的保护气体为氩气。3、根据权利要求1或2所述的高比表面积多孔银粉的制备方法，其特征在于所述的酸液为盐酸、硫酸或硝酸。4、根据权利要求1所述的高比表面积多孔银粉的制备方法，其特征在于所述的混合酸溶液组成为1体积36.5%浓盐酸+9体积98%浓硫酸+40体积水，混合酸溶液体积根据银-镁合金粉末中镁的质量计算确定，计算方法混合酸溶液理论体积V(升)=1.2%m。全文摘要本发明公开了一种高比表面积多孔银粉的制备方法，以纯度为99.9％的银锭为基材，银-镁合金中合金化元素镁重量百分比为15～35％；采用电阻炉及石墨坩埚对镁进行熔炼，熔炼温度为720～780℃，熔炼过程中采用氩气保护，待镁完全熔融后按比例将银锭加入熔融态镁中，保温至银完全熔融后充分搅拌，浇铸于铁模中，待自然冷却后机械破碎、氩气保护下球磨，球磨参数为转速180～220r/min，球料比R＝10～20，球磨时间44～52h，达到粒度要求；球磨后的银-镁合金粉末放入过量20％～40％体积的混合酸溶液中，腐蚀44～52h后取出，洗涤、过滤、干燥过筛即可。本发明是一种生产效率高，生产成本低，成品比表面积大、活性高、渗透性强的多孔银粉的制备方法。文档编号B22F9/00GK101391304SQ20081014352公开日2009年3月25日申请日期2008年11月7日优先权日2008年11月7日发明者列左,旭庞,马正青申请人:中南大学