
随着全球白银价格持续高位运行,电子浆料行业面临着巨大的成本压力。在光伏领域,银浆已取代硅材料成为组件最大的单一材料成本,占比达到19.3%。同时,高端银粉长期被日本企业垄断,存在“卡脖子”风险。在此背景下,以银包铜(Cu@Ag)、银包镍(Ni@Ag)、银包铝(Al@Ag)为代表的贱金属镀银复合粉体,凭借其“降本+保性能”的双重优势,成为替代纯银粉的关键材料。
液相还原法:低成本规模化的核心路径
液相还原法(化学镀技术)因其设备简单、成本低廉、易于规模化而被视为制备贱金属镀银复合粉体的核心路径。该方法通过化学反应将银离子(Ag+)还原为金属银原子(Ag),并在贱金属粉体表面形成均匀的银层包覆。
然而,该技术在产业化过程中面临三大瓶颈:① 银层包覆不完整导致氧化;② 银-贱金属界面结合力弱,浆料轧制易脱落;③ 反应过程难以控制,易产生游离银颗粒,导致批次稳定性差。
关键技术突破:从实验室到产业化
针对上述瓶颈,黄惠教授作为昆明理工大学教授、博士生导师、云南省冶金电极材料工程技术研究中心主任,同时兼任昆明高聚科技有限公司创始人兼总经理,带领团队在微纳米金属粉体液相制备关键技术与产业化应用研究方面取得了多项重要成果。
1. 热力学相界调控技术与铜粉粒径/形貌量化控制模型
团队首创热力学相界调控技术,建立了铜粉粒径与形貌的量化控制模型。这一技术能够精确控制微纳米铜粉的粒径在200nm-10μm范围内,纯度达到99.99%以上,为后续镀银工艺提供了高质量的基体材料。
2. 化学镀界面沉积-扩散竞争机制揭示与量化工艺开发
团队深入研究了化学镀过程中的界面沉积-扩散竞争机制,开发出镀层厚度偏差小于5%的量化工艺。这一突破解决了传统化学镀法中银层厚度不均匀、包覆不完整的技术难题。
3. 高分散银包铜粉动态包覆系统及装备创新
团队开发了高分散银包铜粉动态包覆系统及配套装备,实现了在银含量降至8%时仍能保持良好的包覆率和导电性。这一技术大幅降低了银的使用量,同时保证了产品的性能。
4. 银包铝一步法表面镀银技术
针对银包铜颗粒中银和铜晶格常数差异导致的银层脱湿问题,黄惠教授提出了银包铝的创新研发思路。团队深入阐释了铝基底上的银沉积机理,系统研究了不同活性铝粉对其镀银效果的影响规律,最终成功开发出了一步法铝粉表面镀银技术。该技术不仅有效克服了银层脱湿问题,还显著提升了制备效率。
5. 单分散原位化学镀法制备银包铜粉关键技术
团队突破了单分散原位化学镀法制备银包铜粉的关键技术,实现了国产替代。这一技术能够制备出包覆完整、均匀、牢固的银包铜材料,抗团聚易分散,导电性好,抗迁移能力强。
应用领域拓展与市场前景
1. MLCC端电极浆料
贱金属镀银复合粉体已成功应用于多层陶瓷电容器(MLCC)端电极浆料。MLCC是目前用量最大、发展最快的电子元件之一,其端电极浆料要求具有良好的导电性、可焊性和耐环境性能。银包铜粉配成铜浆在氮气保护下烧结成铜电极,可替代传统的银浆烧结的银电极,用于MLCC端电极、压敏电阻电极等,大幅度降低生产成本。
2. 光伏电极材料
在光伏领域,银包铜技术已成为当前最具现实意义的降银路线。该技术以“铜为内核、银为外层”,在保留导电性的同时显著降低银用量。目前,银包铜技术在HJT(异质结)电池领域已实现批量导入,东方日升、华晟新能源等企业已应用银含量低于30%的低银含浆料。主流低温银包铜浆料银含量已降低至30%至40%。
3. 电磁屏蔽涂料
银包镍粉兼具外壳银粉优良的导电性能与内核镍材料的电磁屏蔽性能、化学稳定性能。这类材料具有优异的导热性能、抗氧化性能、耐高温硫化性能、耐腐蚀性能、加工性能等,可用于电子、通讯、汽车、机械、印刷、航空航天等领域的电磁屏蔽涂料。
4. 其他电子应用
银包铜粉还广泛应用于导电胶、光模块/连接器导电粘接、无人机/消费电子模组互连、RFID、柔性电路等领域。苹果耳机已应用银包铜导电胶3年以上。
市场前景与产业意义
市场规模预测:到2030年,全球银包铜浆料需求量预计将达到1166吨。未来五年,银包铜将替代10-30%的电子级银粉市场。
成本优势明显:以光伏为例,纯银浆成本>0.30元/W,使用30%-50%银含量的浆料可使HJT电池金属化成本降低约0.15元/W,理论降本达30%以上。
技术发展趋势:2025-2026年是光伏贱金属替代银浆的产业化爆发关键期。银包铜浆料成熟放量,电镀铜稳定量产,纯铜/高铜浆料快速验证,形成“主流路线领跑+多元技术补位”的产业格局。2026年将成为由导入到规模化的关键年。
液相还原法制备贱金属镀银复合粉体的关键技术突破与产业化实践,不仅解决了电子浆料行业对低成本、高性能导电填料的迫切需求,也为我国高端材料技术的自主创新与绿色能源事业的发展提供了有力支撑。随着技术的不断成熟和产业化规模的扩大,贱金属镀银复合粉体将在更多领域实现对进口高端银粉的有效替代,为电子制造业的降本增效和供应链安全做出重要贡献。
黄惠教授团队的研究成果表明,通过系统性的技术创新和工艺优化,我国在功能性金属粉体材料领域完全有能力实现从跟跑到并跑甚至领跑的跨越。年产60吨产业化示范线的建成,标志着我国在贱金属镀银复合粉体制备技术方面已具备国际竞争力,为相关产业的可持续发展奠定了坚实基础。
2026年4月28日,中国粉体网将在湖南·长沙举办“第二届高端金属粉体制备与应用技术大会暨2026通信电子、3D打印、粉末冶金市场应用交流会”。届时,我们邀请到昆明理工大学黄惠教授出席本次大会并作题为《液相还原法制备贱金属镀银复合粉体的关键技术突破与产业化实践》的报告,黄惠教授将系统阐述在液相还原法构筑贱金属镀银复合粉体过程中Cu@Ag、Ni@Ag和Al@Ag等制备关键技术突破,以及绿色环保与过程放大控制技术。

个人简介
黄惠,昆明理工大学冶金与能源工程学院教授/博士生导师,昆明高聚科技有限公司创始人。现任云南省冶金电极材料工程技术研究中心主任、云南省湿法冶金电极材料创新团队带头人。入选云岭产业技术领军人才、云南省青年学术和技术创新人才和昆明市青年学术和技术带头人。主要从事导电高分子新型节能电极材料、储能材料、特种功能粉体材料、冶金电化学及湿法冶金新材料等应用基础研究及科技成果转化应用工作。主持和参与完成国家级、省部级及企业委托项等30余项,发表学术论文100余篇(其中SCI检索60余篇),授权发明专利58件(其中特种功能粉体技术已通过6件专利技术实现产业化转化),出版专著3部,获省部级科技奖6项。
参考来源:
黄惠,等:太阳能电池浆料用亚微米球形银粉的制备工艺研究
武博:复合化学镀制备高致密性高包覆率银包铜粉
郭学益,等:液相还原法制备微米级球形银粉及其分散机理


