银包铜粉与蒙烯铜粉，探讨铜粉抗氧化改性的两大新技术

银浆长期是光伏、电子等行业主流选择的导电浆料，然而因作为稀缺资源，价格波动大，而用铜替代银做导电浆料，成本可实现断崖式下降。但长期以来，铜粉因易氧化腐蚀而无法直接替代银粉用于电子浆料。针对这一难题，行业内近年来形成了两种新兴的抗氧化改性技术：一是用银包覆形成银包铜粉；二是用石墨烯包覆形成蒙烯铜粉。以下探讨两者的区别。

一、银包铜粉

银包铜粉是金属核壳包覆改性的典型产品，是通过化学镀、置换镀、物理包覆等成熟工艺，在微米/纳米铜粉颗粒表面包覆一层致密纳米银层，形成“高导电铜核+抗氧化银壳”的核壳复合结构。

由于银的电极电位显著高于铜，且常温及中低温环境下化学惰性极强，银壳层可阻隔氧气、水汽、腐蚀介质与铜基体接触，抑制铜的氧化反应。同时，银层还可构建完整、连续的导电界通路，有效降低粉体接触电阻。相较于纯铜粉，其导电性能大幅提升，而相比纯银粉，其生产成本又削减了30%~50%。

经过多年发展，银包铜粉的制备工艺已较为成熟，量产良率高，可规模化大批量生产，且与各类树脂基体、中低温固化工艺兼容性极强，广泛适配导电油墨、PCB导电涂层、常规电磁屏蔽涂料、消费电子元器件等通用场景，目前已在光伏HJT电池低温浆料中实现批量应用，处于快速放量阶段。

银包铜粉应用（来源：鄂尔多斯科技成果转化平台）

尽管如此，银包铜粉仍存在瓶颈：一是其性价比优势有限，银包铜粉的抗氧化、导电性能依赖表层银壳的完整度，银层厚度、包覆率与性能正相关，低银包覆率产品存在银层薄、针孔缺陷多、包覆不完整等问题，其接触腐蚀介质后可能形成原电池，铜作为阳极可能发生腐蚀。而高包覆率产品则由于贵金属银的高价属性，性价比优势难以进一步提升；二是银包铜粉的长期可靠性隐患，银铜两种金属还存在13%的晶格失配度，高温、高湿、长周期服役下，即使连续的银导电层也会逐步收缩、团聚、断裂，离散为孤立银岛，直接切断粉体导电网络，最终出现局部氧化、性能衰减等情况。

银包铜粉因晶格失配失效机理

二、蒙烯铜粉

针对银包铜粉贵金属成本高、极端工况稳定性差、长期可靠性不足等一系列产业痛点，行业跳出传统金属包覆技术体系，开发出蒙烯（石墨烯）铜粉复合改性技术，将单层/少层高质量石墨烯均匀包覆于铜粉颗粒表面。

在理想包覆条件下，该结构在保持铜优异导电、导热能力的同时，还可利用石墨烯超高致密性、分子级不透气性与化学惰性的特性，片层堆叠可在铜粉表面形成无缝、无针孔的致密防护膜，彻底阻隔氧气、水汽、腐蚀介质渗透。在已有实验对比中，蒙烯铜粉的抗氧化和抗酸蚀性能较商业银包铜粉表现更优。而在成本上，蒙烯铜粉制备全程无需银这类贵金属原料，核心耗材为较低成本石墨烯与铜粉，原材料成本远低于同性能等级银包铜粉。且随着石墨烯规模化量产与复合工艺迭代，产品成本仍有较大下降空间。

不过，该技术最大的难点在于如何保证石墨烯完整包覆以实现铜芯抗氧化的同时，又不能让它阻断铜颗粒之间的烧结互连，影响导电网络的形成。近期，中科院上海微系统与信息技术研究所于庆凯研究员团队以化学气相沉积法在铜粉表面原位生长石墨烯层，配合纳米镍辅助低温烧结技术，可于400℃下形成“可开关式”烧结互连，烧结阶段石墨烯包覆层局部打开，使铜颗粒形成导电互连；烧结完成后包覆层重新闭合，既实现了导电互连，又保住了涂层的完整性。

于庆凯研究员团队制备蒙烯铜粉策略

目前，蒙烯铜粉作为新兴技术，实验室成果已发表并完成专利布局，仍在推进规模化量产的进程，如若长期可靠性和批次一致性得到验证，其在车载高温电子、新能源动力电池导电浆料、5G/6G高频通信屏蔽材料、柔性导电薄膜、高精密电子封装等严苛工况场景具有广泛的应用前景。

小结

总体来看，银包铜粉和蒙烯铜粉代表铜粉抗氧化改性的两条路径：前者是“以银护铜”的成熟金属核壳方案，产业化基础好、中低温兼容性强，但受银价和银层长期稳定性制约；后者是“以碳护铜”的新材料方案，在成本、阻隔性和极端环境稳定性方面潜力更大，但仍尚未实现规模化量产。