La diversité des électrodes en nickel découle de l'excellente conductivité et de la résistance à la corrosion des matériaux en nickel, ainsi que de leur évolutivité grâce aux technologies modernes des matériaux (telles que la conception de nanostructures). Les applications vont des baguettes de soudage haute température pour le soudage industriel (par exemple, ENiCrMo-3), aux électrodes nanocomposites pour dispositifs de stockage d'énergie avancés (par exemple, réseaux NiSe/CoSe/Ni₃Se₂), aux plaques de nickel haute pureté dans les cuves de galvanoplastie (par exemple, plaques cathodiques en nickel N4 ), aux pâtes de nickel de précision pour composants microélectroniques (par exemple, LX-NJ9020), en passant par les filtres catalytiques dans les applications de protection de l'environnement (mousse de nickel photocatalytique), les électrodes en nickel couvrent pratiquement tous les scénarios d'application critiques, de l'industrie lourde traditionnelle aux domaines de pointe de la haute technologie.
Ces électrodes en nickel sont principalement utilisées pour l'assemblage ou la réparation de composants en alliage à base de nickel fonctionnant dans des environnements corrosifs et à haute température. Parmi les types et noms de produits courants, on trouve l'électrode de soudage en alliage de nickel ENiCrMo-3 (communément appelée baguette de soudage en alliage nickel-chrome-molybdène), dont le courant de service varie de 50 à 150 ampères et qui résiste à des températures allant jusqu'à 540 °C. Particulièrement adaptée au soudage de matériaux tels que l'Hastelloy, elle offre une performance d'arc stable et une excellente résistance à la fissuration. Il existe également des produits de série tels que les électrodes ENiCrFe-0, ENiCrFe-2 et ENiCrMo-5, conçues pour différents alliages de nickel (comme l'Inconel) afin de répondre aux exigences spécifiques du soudage dans les environnements à haute température et haute pression.
Dans les dispositifs de stockage d'énergie avancés tels que les batteries lithium-ion et les supercondensateurs, le nickel est largement utilisé en raison de son excellente conductivité et de sa flexibilité de conception structurelle. Ces électrodes en nickel se présentent sous diverses formes, les noms de produits décrivant généralement leurs caractéristiques structurelles. Par exemple, la cathode nano-composite Ni/Ni poreux/V₂O₅ associe des collecteurs de courant en nickel poreux à des nanofeuilles de pentoxyde de vanadium sans liants traditionnels, améliorant ainsi considérablement l'efficacité de diffusion des ions lithium. Après 100 cycles à une température de 0,2 °C, sa rétention de capacité dépasse 90 %. Un autre exemple est l'électrode de nickel en réseau nano-composite NiSe/CoSe/Ni₃Se₂ en forme de glaïeul, dont la structure composite unique composée de nanofils unidimensionnels et de nanofeuilles bidimensionnelles lui confère une capacité spécifique exceptionnelle pouvant atteindre 1 666 F/g (à une densité de courant de 0,5 A/g), ce qui en fait un choix idéal pour les supercondensateurs hautes performances. De plus, la mousse de nickel poreuse tridimensionnelle est un produit fondamental et important, avec une porosité pouvant atteindre 80 % et une densité d'environ 0,25 g/cm³, alliant une excellente conductivité et une grande surface spécifique. Elle est largement utilisée comme collecteur de courant dans les batteries ou comme substrat porteur pour les réactions catalytiques.
Dans les industries de galvanoplastie et les procédés d'électrolyse , le nickel est couramment utilisé comme matériau d'anode ou de cathode. Les produits typiques incluent les plaques cathodiques en nickel à coloration électrophorétique, fabriquées avec des matériaux spécifiques tels que les plaques de nickel N4, N6 ou Ni201. Ces plaques de nickel laminées à froid de haute pureté (> 99,9 %) présentent une excellente résistance à la corrosion électrolytique. Les spécifications courantes incluent 3,0 mm d'épaisseur, 150 mm de largeur et 6 750 mm de longueur, spécialement conçues pour la coloration électrophorétique des profilés en aluminium. Un autre type d'anode d'essai en nickel Hastelloy est utilisé pour les essais en laboratoire et à petite échelle. Il s'agit généralement de blocs d'anode en nickel électrolytique (dimensions telles que 60 × 70 × 3–5 mm), fabriqués en nickel pur, afin d'optimiser les paramètres du procédé de galvanoplastie.
Dans le domaine des composants électroniques , la poudre de nickel est un matériau essentiel pour la fabrication des électrodes de nickel des MLCC. Son principal produit est la pâte d'électrode de nickel, telle que la pâte d'électrode de nickel pour MLCC modèle LX-NJ9020. Cette pâte contient environ 56 ± 1 % de matières solides et des particules de nickel d'environ 600 nanomètres. Elle est conçue pour des températures de frittage comprises entre 1 250 ± 150 °C et convient aux condensateurs utilisant des matériaux diélectriques tels que X7R/X5R. Pour répondre à la demande de MLCC de plus petite taille (comme 0402 ou moins) et de plus grande capacité, une poudre de nickel ultrafine de taille nanométrique (granulométrie personnalisable entre 1 et 100 nanomètres) est utilisée. Ce type de poudre de nickel est généralement produit par dépôt physique en phase vapeur, garantissant l'absence de contamination par des ligands chimiques, et sert de matériau de base pour obtenir une densité de capacité élevée dans les condensateurs miniatures.
La structure poreuse du nickel est également utilisée pour la filtration et la catalyse. Un produit représentatif est le filtre photocatalytique en mousse de nickel, qui utilise une mousse de nickel tridimensionnelle comme substrat et est recouvert d'une couche photocatalytique nanométrique de dioxyde de titane (TiO₂). Sous l'effet de la lumière ultraviolette, ce matériau composite peut décomposer efficacement les polluants atmosphériques (tels que le formaldéhyde), ce qui le rend idéal pour une utilisation comme filtre photocatalytique en mousse de nickel tridimensionnelle dans les purificateurs d'air et les systèmes de climatisation, permettant ainsi une fonction de purification de l'air auto-régénératrice.
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