Sự đa dạng của điện cực niken bắt nguồn từ độ dẫn điện và khả năng chống ăn mòn tuyệt vời của vật liệu niken, cũng như khả năng điều chỉnh hiệu suất của chúng đạt được thông qua các công nghệ vật liệu hiện đại (như thiết kế cấu trúc nano). Các ứng dụng trải dài từ que hàn nhiệt độ cao cho hàn công nghiệp (ví dụ: ENiCrMo-3), điện cực nanocomposite cho các thiết bị lưu trữ năng lượng tiên tiến (ví dụ: mảng NiSe/CoSe/Ni₃Se₂), tấm niken tinh khiết cao trong bể mạ điện (ví dụ: tấm catốt niken N4 ), bột niken chính xác cho các linh kiện vi điện tử (ví dụ: LX-NJ9020), đến bộ lọc xúc tác trong các ứng dụng bảo vệ môi trường (niken bọt quang xúc tác), điện cực niken đáp ứng hầu như mọi tình huống ứng dụng quan trọng, từ công nghiệp nặng truyền thống đến các lĩnh vực công nghệ cao tiên tiến.
Các điện cực Niken này chủ yếu được sử dụng để nối hoặc sửa chữa các thành phần hợp kim gốc niken hoạt động trong môi trường ăn mòn, nhiệt độ cao. Các loại và tên sản phẩm cụ thể phổ biến bao gồm điện cực hàn hợp kim niken ENiCrMo-3 (thường được gọi là que hàn hợp kim niken-crom-molypden), có dải dòng điện hoạt động từ 50 đến 150 ampe và có thể chịu được nhiệt độ lên tới 540 độ C. Nó đặc biệt phù hợp để hàn các vật liệu như Hastelloy, có hiệu suất hồ quang ổn định và khả năng chống nứt mạnh. Ngoài ra, còn có các sản phẩm dòng như điện cực ENiCrFe-0, điện cực ENiCrFe-2 và điện cực ENiCrMo-5, được thiết kế cho các hợp kim niken khác nhau (như hợp kim Inconel) để đáp ứng các yêu cầu hàn cụ thể trong môi trường nhiệt độ cao và áp suất cao.
Trong các thiết bị lưu trữ năng lượng tiên tiến như pin lithium-ion và siêu tụ điện, niken được sử dụng rộng rãi do độ dẫn điện tuyệt vời và tính linh hoạt trong thiết kế cấu trúc. Các điện cực Niken này có nhiều dạng khác nhau, với tên sản phẩm thường mô tả các đặc điểm cấu trúc của chúng. Ví dụ, catốt nano composite Ni/Porous-Ni/V₂O₅ kết hợp các bộ thu dòng niken xốp với các tấm nano vanadi pentoxit mà không có chất kết dính truyền thống, giúp tăng cường đáng kể hiệu suất khuếch tán ion lithium. Sau 100 chu kỳ ở tốc độ 0,2C, khả năng duy trì dung lượng của nó vượt quá 90%. Một ví dụ khác là điện cực niken mảng nano composite NiSe/CoSe/Ni₃Se₂ hình hoa lay ơn, có cấu trúc nanowire một chiều và nanosheet hai chiều độc đáo mang lại cho nó điện dung riêng vượt trội lên đến 1666 F/g (ở mật độ dòng điện 0,5 A/g), khiến nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho các siêu tụ điện hiệu suất cao. Ngoài ra, bọt niken xốp ba chiều là một sản phẩm cơ bản và quan trọng với độ xốp lên đến 80% và mật độ khoảng 0,25 g/cm³, kết hợp độ dẫn điện tuyệt vời và diện tích bề mặt riêng lớn. Nó được sử dụng rộng rãi làm chất thu dòng điện trong pin hoặc làm chất nền mang cho các phản ứng xúc tác.
Trong ngành công nghiệp mạ điện và các quy trình điện phân , niken thường được sử dụng làm vật liệu cực dương hoặc cực âm. Các sản phẩm điển hình bao gồm các tấm cực âm niken tạo màu oxy hóa điện di, với các vật liệu cụ thể như tấm niken N4, tấm niken N6 hoặc tấm niken Ni201. Các tấm niken cán nguội có độ tinh khiết cao (> 99,9%) này có khả năng chống ăn mòn điện phân tuyệt vời. Các thông số kỹ thuật phổ biến bao gồm độ dày 3,0 mm, chiều rộng 150 mm và chiều dài 6750 mm, được thiết kế đặc biệt cho quy trình tạo màu điện di của các thanh nhôm định hình. Một loại khác được sử dụng cho thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và quy mô nhỏ là cực dương niken thử nghiệm Hastelloy, thường được sản xuất dưới dạng các khối cực dương niken điện phân (kích thước như 60 × 70 × 3–5 mm), được làm từ niken nguyên chất, để tối ưu hóa các thông số quy trình mạ điện.
Trong lĩnh vực linh kiện điện tử , bột niken là vật liệu chính để sản xuất điện cực niken của MLCC. Dạng sản phẩm chính của nó là bột điện cực niken, chẳng hạn như mẫu bột điện cực niken MLCC LX-NJ9020. Bột này chứa khoảng 56 ± 1% hàm lượng chất rắn, với kích thước hạt bột niken khoảng 600 nanomet và được thiết kế để thiêu kết ở nhiệt độ trong khoảng 1250 ± 150 độ C, phù hợp với tụ điện sử dụng vật liệu điện môi như X7R/X5R. Để đáp ứng nhu cầu về kích thước nhỏ hơn (như 0402 hoặc nhỏ hơn) và MLCC có dung lượng cao hơn, bột niken siêu mịn kích thước nano (kích thước hạt có thể tùy chỉnh từ 1 đến 100 nanomet) được sử dụng. Loại bột niken này thường được sản xuất thông qua lắng đọng hơi vật lý, đảm bảo không bị nhiễm bẩn phối tử hóa học và đóng vai trò là vật liệu cốt lõi để đạt được mật độ điện dung cao trong tụ điện thu nhỏ.
Cấu trúc xốp của niken cũng được sử dụng cho chức năng lọc và xúc tác. Một sản phẩm tiêu biểu là bộ lọc niken bọt quang xúc tác, sử dụng niken bọt ba chiều làm chất nền và được phủ một lớp quang xúc tác titan dioxit (TiO₂) kích thước nano trên bề mặt. Dưới ánh sáng cực tím, vật liệu composite này có thể phân hủy hiệu quả các chất ô nhiễm trong không khí (như formaldehyde), do đó phù hợp để sử dụng làm bộ lọc quang xúc tác niken bọt ba chiều trong máy lọc không khí và hệ thống điều hòa không khí, cho phép chức năng tự tái tạo không khí.
Ngôn ngữ
