Die Vielseitigkeit von Nickelelektroden beruht auf der hervorragenden Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit von Nickelmaterialien sowie ihrer Leistungsabstimmung durch moderne Materialtechnologien (wie Nanostrukturdesign). Die Anwendungsbereiche reichen von Hochtemperatur-Schweißstäben für das industrielle Schweißen (z. B. ENiCrMo-3) über Nanokompositelektroden für moderne Energiespeicher (z. B. NiSe/CoSe/Ni₃Se₂-Arrays), hochreine Nickelplatten in Galvanikbecken (z. B. N4- Nickel-Kathodenplatten ), Präzisionsnickelpasten für mikroelektronische Komponenten (z. B. LX-NJ9020) bis hin zu katalytischen Filtern im Umweltschutz (photokatalytischer Schaumnickel). Nickelelektroden decken praktisch jedes kritische Anwendungsszenario ab, von der traditionellen Schwerindustrie bis hin zu hochmodernen Hightech-Bereichen.
Diese Nickelelektroden werden hauptsächlich zum Verbinden oder Reparieren von Bauteilen aus Nickellegierungen verwendet, die in korrosiven Umgebungen mit hohen Temperaturen eingesetzt werden. Zu den gängigen Typen und Produktnamen gehört die Schweißelektrode ENiCrMo-3 aus einer Nickellegierung (allgemein als Schweißstab aus einer Nickel-Chrom-Molybdän-Legierung bezeichnet), die einen Betriebsstrombereich von 50 bis 150 Ampere hat und Temperaturen bis zu 540 Grad Celsius standhält. Sie eignet sich besonders zum Schweißen von Materialien wie Hastelloy und zeichnet sich durch stabile Lichtbogenleistung und hohe Rissbeständigkeit aus. Darüber hinaus gibt es Serienprodukte wie ENiCrFe-0-Elektroden, ENiCrFe-2-Elektroden und ENiCrMo-5-Elektroden, die für verschiedene Nickellegierungen (wie Inconel-Legierungen) entwickelt wurden, um spezielle Schweißanforderungen in Umgebungen mit hohen Temperaturen und hohem Druck zu erfüllen.
In modernen Energiespeichergeräten wie Lithium-Ionen-Batterien und Superkondensatoren wird Nickel aufgrund seiner hervorragenden Leitfähigkeit und strukturellen Designflexibilität häufig verwendet. Diese Nickelelektroden gibt es in verschiedenen Formen, wobei die Produktnamen typischerweise ihre strukturellen Eigenschaften beschreiben. Die Ni/Porous-Ni/V₂O₅-Nanokompositkathode beispielsweise kombiniert poröse Nickelstromkollektoren mit Vanadiumpentoxid-Nanoblättern ohne herkömmliche Bindemittel, wodurch die Diffusionseffizienz von Lithiumionen deutlich verbessert wird. Nach 100 Zyklen bei einer Rate von 0,2 C liegt ihre Kapazitätserhaltung bei über 90 %. Ein weiteres Beispiel ist die gladiolenförmige NiSe/CoSe/Ni₃Se₂-Nanokomposit-Array-Nickelelektrode, deren einzigartige Verbundstruktur aus eindimensionalen Nanodrähten und zweidimensionalen Nanoblättern ihr eine herausragende spezifische Kapazität von bis zu 1666 F/g (bei einer Stromdichte von 0,5 A/g) verleiht, was sie zur idealen Wahl für Hochleistungs-Superkondensatoren macht. Darüber hinaus ist dreidimensionaler poröser Nickelschaum mit einer Porosität von bis zu 80 % und einer Dichte von etwa 0,25 g/cm³ ein grundlegendes und wichtiges Produkt. Er vereint hervorragende Leitfähigkeit mit einer großen spezifischen Oberfläche. Er wird häufig als Stromkollektor in Batterien oder als Trägersubstrat für katalytische Reaktionen eingesetzt.
In der Galvanotechnik und bei Elektrolyseprozessen wird Nickel häufig als Anoden- oder Kathodenmaterial verwendet. Typische Produkte sind durch elektrophoretische Oxidation gefärbte Nickelkathodenplatten aus speziellen Materialien wie N4-, N6- oder Ni2O1-Nickelplatten. Diese hochreinen (> 99,9 %) kaltgewalzten Nickelplatten weisen eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen elektrolytische Korrosion auf. Gängige Spezifikationen sind 3,0 mm Dicke, 150 mm Breite und 6750 mm Länge, speziell entwickelt für das elektrophoretische Färben von Aluminiumprofilen. Ein anderer Typ, der für Labor- und Kleinversuche verwendet wird, ist die Hastelloy-Testnickelanode, die typischerweise als elektrolytische Nickelanodenblöcke (Abmessungen wie 60 × 70 × 3 – 5 mm) aus reinem Nickel hergestellt wird, um die Parameter des Galvanotechnikprozesses zu optimieren.
Im Bereich der elektronischen Bauteile ist Nickelpulver ein Schlüsselmaterial zur Herstellung der Nickelelektroden von MLCCs. Seine primäre Produktform ist Nickelelektrodenpaste, beispielsweise die MLCC-Nickelelektrodenpaste Modell LX-NJ9020. Diese Paste enthält ungefähr 56±1 % Feststoffe, mit Nickelpulverpartikelgrößen von ungefähr 600 Nanometern und ist für Sintertemperaturen im Bereich von 1250±150 Grad Celsius ausgelegt und geeignet für Kondensatoren mit dielektrischen Materialien wie X7R/X5R. Um die Nachfrage nach kleineren Größen (wie 0402 oder kleiner) und MLCCs mit höherer Kapazität zu decken, wird nanogroßes, ultrafeines Nickelpulver (Partikelgröße anpassbar zwischen 1 und 100 Nanometern) verwendet. Diese Art von Nickelpulver wird typischerweise durch physikalische Gasphasenabscheidung hergestellt, wodurch keine chemische Ligandenverunreinigung vermieden wird, und dient als Kernmaterial zum Erreichen einer hohen Kapazitätsdichte in Miniaturkondensatoren.
Die poröse Struktur von Nickel wird auch für Filter- und Katalysefunktionen genutzt. Ein repräsentatives Produkt ist der photokatalytische Nickelschaumfilter, der dreidimensionalen Nickelschaum als Substrat verwendet und auf seiner Oberfläche mit einer nanoskaligen photokatalytischen Titandioxidschicht (TiO₂) beschichtet ist . Unter ultraviolettem Licht kann dieses Verbundmaterial Luftschadstoffe (wie Formaldehyd) effektiv zersetzen und eignet sich daher als dreidimensionaler photokatalytischer Nickelschaumfilter in Luftreinigern und Klimaanlagen, da er eine selbstregenerierende Luftreinigungsfunktion ermöglicht.
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