现代汽车本身就含有大量的铜，主要用于电线布线。几十年来，汽车变得越来越大、越来越复杂，导致电线连接的数量从寥寥几个增加到成千上万个。如今，汽车的线束就像一个迷宫，绵延数英里。这些电线加起来的重量可不轻。线束是汽车中最重的部件之一：有些线束重达60公斤以上，平均含有约25公斤的铜。.

汽车的复杂性与日俱增，所需的线路也越来越多。尽管特斯拉和其他公司正致力于构建更简化、更优化、更高效的车辆网络，但IDTechEx预测，未来几年线束仍将继续扩展。然而，与电气化带来的新增铜需求相比，这种不断增长的线束所需的额外铜量简直微不足道。.

制造电动动力系统需要许多以前内燃机汽车不需要的、高铜含量的部件。牵引电机、高压线、逆变器和充电器都需要10到15公斤的铜。电机是决定铜用量的关键因素，例如电机是单电机还是双电机，以及电机的设计都会对铜的需求量产生显著影响。然而，与电池相比，这些单个部件的铜需求量仍然很小。根据IDTechEx的一项研究，电动汽车中平均64千瓦时的电池需要25.4公斤的铜。.

铜的电学和化学特性使其成为电池组的理想材料。电池组中的每个电芯（通常有成百上千个）都包含一层铜箔，用于将能量从电芯中导出。此外，大型铜条贯穿整个电池组，将所有电芯的能量传输到高压电缆，最终输送到电力电子设备和电机。.

当然，铜并非唯一能够胜任这些任务的元素，但在大多数情况下，其物理、电气和化学特性是最合理的选择。铝是常见的铜替代品。它的价格约为铜的三分之一，密度更低，因此也更轻。铝在母线和电线领域已得到一定应用，特斯拉是其主要用户之一。然而，这仅占电池铜含量的10-20%左右，其余部分由电池极板构成。.

铜箔仅用于阴极，由于铝与电池负极的锂会发生反应，因此不能用于负极。同样，如果将铜用作阳极的集流体，铜也会溶解。其他可以替代阴极铜的材料，例如不锈钢、碳/石墨和钛，都存在成本、重量和导电性方面的问题，因此不太可能被采用。.

因此，鉴于铜箔是目前唯一合理的铜源选择，是否存在任何措施可以抑制其不断增长的需求？IDTechEx 的报告《2024-2034 年汽车铜需求：趋势、利用率和预测》指出，有两种机制可以降低每千瓦时电池容量所需的铜量。首先是使用更薄的铜箔。目前铜箔的标准厚度为 10 微米，但 IDTechEx 发现一些公司正在使用 6 微米甚至更薄的铜箔。影响铜用量的另一个因素是电池化学成分。.

电池化学成分是决定电池储能能力的主要因素之一。假设其他条件相同，例如材料厚度和电池外形尺寸，如果A化学成分的储能是B化学成分的两倍，那么在总能量容量相同的情况下，采用A化学成分的电池所含的铜量将是采用B化学成分的电池的一半。这与两种主流电池化学成分（NMC和LFP）的实际情况非常吻合。IDTechEx的研究发现，LFP电池的平均铜含量（以kg/kWh计）几乎是NMC电池的两倍。.

其他化学体系的电池也存在，并在电气化领域占有一席之地，但IDTechEx预测，未来十年，磷酸铁锂电池（LFP）和镍钴锰酸锂电池（NMC）将主导汽车市场，占据超过90%的市场份额。由于LFP具有较高的能量密度和低于NMC的价格，其市场份额有望在未来十年内持续增长。这将导致电动汽车对铜的需求相应增加，因为随着LFP铜含量的提高，IDTechEx预计每辆车的平均电池容量也将随之增加。.

电气化和电池化学是决定汽车行业未来铜需求的关键因素。然而，市场报告《2024-2034年汽车铜需求：趋势、利用率和预测》涵盖了许多其他因素，例如电机拓扑结构、电力电子发展趋势以及自动驾驶需求的不断增长，所有这些都对汽车行业的整体铜需求产生切实的影响。.

作者：詹姆斯·杰夫斯博士，IDTechEx 高级技术分析师