在人类文明的长河中,铜一直扮演着至关重要的角色,从古代的青铜时代到现代的工业社会,铜以其良好的导热性、延展性、高导电性和抗腐蚀性,成为众多行业不可或缺的重要材料。
然而,近年来在我国电力行业、家电产业乃至新能源产业中,一股“铝代铜”的热潮悄然兴起。这一趋势引发了广泛关注和讨论,作为有色金属之王的铜,真的要就此跌落神坛了吗?铝代铜是科技进步的必然结果?还是偷工减料的行为?
中国缺铜是不假,但是放眼全世界,没有哪个国家敢说自家的铜富裕。
铜是人类发现的最古老的金属之一,早在数千年前,古人便掌握了铜的冶炼和铸造技术。青铜作为铜与锡或铅的合金,是人类历史上最早出现的合金,它的出现标志着人类进入了青铜时代。在中国,“后母戊”大方鼎便是青铜铸造剑器的典型代表,这座青铜鼎见证了我国铜制产业的辉煌成就,夏商周三代文明就是建立在铜之上。
然而,中国虽然面积大却极度缺铜。根据美国地质调查局的数据,截至2023年末,全球已探明铜矿资源储量约为10亿吨,而中国已探明的铜矿资源储量只有4100万吨,仅占全球总储量的4.10%,在全球仅排第九。
有人会觉得能达到前十已经够厉害的了,那就不得不提一下当下中国一年要冶炼多少铜了。
从消费角度看,中国精炼铜消费量占全球比例非常高,2023年达到59.75%。这意味着,尽管中国有一定的铜矿储量,但远不能满足其庞大的消费需求。2023年,中国用掉了1640多万吨的铜,占全球一半以上,国内的铜矿全挖了都不够中国用3年。
目前中国是世界工厂,全球最大工业国铜消耗量极大,缺铜是自然的。可是很多人不知道,从古代到现代,中国一直都缺铜。古代铜币里要掺铅,新中国成立后,我们的步枪子弹就开始逐步使用钢壳,之后改成覆铜钢。网上还有某些枪械博主说这是沿用苏联的技术,不是我们不想用铜壳子弹,也不是中国缺铜,就是生产工艺本来就这样。很多人还列举了近几年中国炼出了多少精铜,试图来反驳钢壳子弹省铜的观点。
就问一句,和平时期中国可以从南美、非洲进口铜矿,战时可以吗?
铝代铜的情况也和钢壳子弹一样,什么铝更轻、铝可以形成氧化膜,耐腐蚀性更好这些理由都要靠后排,最关键的就是铝更便宜,来源更加广泛。
在新能源汽车产业中,铝代铜的趋势愈发明显。由于新能源汽车对电池重量和续航里程的要求较高,因此采用轻质材料替代传统材料成为新能源汽车发展的重要方向之一。铝作为一种轻质、高强度的材料,在新能源汽车中得到了广泛应用。例如,在电池包的外壳和散热系统中,铝材已经替代了部分铜材。
铝芯电池性能可以和铜芯相比吗?
铝的导电率确实不如铜,所以铝芯电机在设计上需要进行一系列的改进。比如,为了弥补铝导电性较差的缺点,铝芯电机需要增加导体的截面积,以降低电阻,提高电流传输能力。再比如使用更好的永磁转子,都可以显著提升电动机的性能。
由于铝的热膨胀系数与铜不同,铝芯电机在热管理方面也需特别关注,需要采用合适的散热设计和材料,确保电机在长时间工作时不会因过热而受损。
在电动车操控系统和车身材料上,可改进的就更多了,这里不再赘述,与铝代铜没多大关系。
铝代铜并不是全面替代,好铜要用在“刀刃”上。
比如集成电路开发,铜被用作互联金属以连接不同的电路元件,传递电子信号和为电路元件供电。集成电路的线宽尺寸非常小,铜因其优良的导电性和电迁移抗性被广泛运用,如果换成铝电路板,性能就要下降了。
所以,有色金属铜不是跌落了神坛,它一直就在神坛上,只是高攀不起了,还是用铝比较划算。铝是地球上储量最大的金属,比铁的含量还多,用它我们不用怕在关键时刻被断供。当下世界上很多铜矿都被欧美资本把持,中国电动车要想不被围堵只能用铝来代替铜。
没有哪个厂家喜欢用更高价格的铜,关键在于怎么把铝线圈电动机性能做的和铜线圈一样,小厂粗制滥造,以前那些偷工减料的方式肯定不行,这就需要一个行业标准。中国当下推广以铝代铜,我们就可以给全球制定这个标准,加上在这方面设立专利壁垒,中国将掌控世界家电、新能源市场,意义重大。
不伦不类