NE时代

超级铜线技术其核心原理是借助碳纳米管、石墨烯优异的导电与导热性能，将铜进行复合，制备出高性能导电材料。这项技术在国内外的研究热度都很高，国外有不少高校牵头企业联合开展相关研究。尤其是美国、日本有大量院校、科研机构及企业积极投身其中。国内也是把超级铜线列入了重点研发计划中，包括中国中车、中国科学院电工研究所都在这方面有很深的研究。

当前的纯铜导线在高温、高应力等使用场景下有不小的性能短板。在高温环境中，纯铜的电阻率会显著攀升，导致导线能量损耗激增、传输效率大幅下降，难以满足高效稳定的严苛需求。同时，纯铜导线的机械强度相对有限，在承受高强度机械应力时易发生变形甚至断裂，这极大限制了其在航空航天、高端装备制造等特殊领域的应用。

为破解上述瓶颈，现有技术多通过引入碳纳米材料（如石墨烯、碳纳米管）对纯铜导线进行改性。其中，石墨烯兼具高电导率、优异机械强度及热稳定性，理论上可大幅提升铜基导线的综合性能，但实际应用中仍面临两大核心挑战：

◎一是石墨烯与铜基体界面结合稳定性差，不仅阻碍电子传输，难以充分发挥其导电增强作用，还易在加工或服役过程中发生分离，影响材料整体稳定性。

◎二是传统复合工艺（如粉末冶金法）易在材料内部引入孔隙缺陷，破坏基体致密性，既降低了导电性与机械强度，又会增加电流传输阻力，引发应力集中并导致热传导性能衰减，最终影响材料的高温稳定性能。

铜/石墨烯超高导电复合薄膜及导线制备工艺探索。目前主流工艺是通过化学气相沉积（CVD）法在铜箔表面生长石墨烯，后续需将铜箔分离去除。鉴于单晶铜箔成本较高，为降低制备成本，还可制备出大尺寸铜单晶，采用类似硅片切割的工艺，将其切成取向的超薄铜单晶片，可实现单层石墨烯的高质量生长。该工艺虽暂不适用于铜导线制备，但可拓展应用于高端电子器件领域。

尽管现有碳纳米材料改性铜基导线技术已取得一定进展，但在界面结合强度、材料致密性、定向增强效果及高温稳定性等关键维度仍存在诸多不足。

| 这项技术能给新能源车带来哪些改善

超级铜最核心的优势是低电阻特性，导电率提升，铜损就可降低。将其应用于新能源车电机绕组等核心导电部件，能大幅减少电流传输过程中的能量损耗。以常规绕组Hair-pin为例，弯制成U形绕组后，嵌入定子铁芯槽内。当交流（AC）电流流经单根导体时，随着频率升高，电流会逐渐向导体表面“趋肤层”集中。也就是趋肤效应，其是指高频交流电流在磁线内分布不均的现象，其特征是导体表面电流密度最大，且随着向导体中心深入，电流密度逐渐减小。

电流倾向于避开固体导体中心，主要在外表面至“趋肤深度”范围内的“趋肤层”中流动。该物理现象会使导体的交流电阻随电流频率成正比增大，且超过98%的电流会在距表面4倍趋肤深度的范围内流动。这一特性与直流电存在显著差异，直流电通常在导体截面上均匀分布。因此，还需探索消除交流电机中趋肤效应的有效方案。

经碳纳米材料改性的铜基导线具有更高电导率与更优电阻率稳定性的优势，其可有效降低高频绕组中趋肤效应与邻近效应引发的交流损耗。其实利兹线也可有效降低高频绕组中趋肤效应和邻近效应带来的交流损耗。但因股线间空隙过大，圆形股线束无法形成高密度导体，限制了其应用效果。

总结.

超级铜线技术目前尚处于研发初期，在能源、交通等多个领域展现出广阔的应用潜力，行业关注度与期待值持续攀升。未来还需深化基础理论探索，加强面向电机应用的配套技术攻关，涵盖绝缘涂层、绕组成型工艺及长期服役性能评估等关键环节，全面推动超级铜线技术的实用化进程。