A revolução dos limites das baterias de energia da China: transformar o "impossível" em "capacidade de referência"

（Fonte: LateAuto）

Como é que uma taxa de rendimento de apenas um milionésimo é fabricada.

Por: Shen Xing

A escalada contínua do jogo geopolítico no Médio Oriente, e a volatilidade crescente do mercado global do petróleo bruto, tornaram os proprietários de veículos de nova energia os maiores vencedores.

Dados da Administração de Trânsito do Ministério da Segurança Pública mostram que, até ao final de 2025, a frota de veículos de nova energia na China já se aproximava dos 44 milhões de unidades, representando 12% do total de automóveis; a taxa de penetração real no dia a dia apenas será ainda mais elevada. Embora a mudança da estrutura energética de base da China continue a ser uma batalha longa e cheia de variáveis, esta escala enorme já construiu barreiras industriais sólidas para a China.

As tentativas dos países dos EUA e da Europa na transição energética do transporte rodoviário, embora tenham começado mais cedo do que na China, têm-se repetidamente revelado instáveis. Uma das razões centrais está na fragilidade difícil de ultrapassar na indústria transformadora: em março de 2025, a “unicórnio” europeia de baterias Northvolt, que acumulou financiamento no valor de 15 mil milhões de dólares, acabou por pedir falência na Suécia.

Já na China, o sector das baterias de potência formou uma vantagem dominante absoluta: entre as 10 principais baterias de potência do mundo, a China ocupa 6 lugares, com quota de mercado a ultrapassar 70%; no caso das baterias de armazenamento de energia, ainda é mais evidente: entre as 7 primeiras em volume de expedição, todas são empresas chinesas, com quota combinada de 83,3%.

A grande base na cadeia a montante não só assume o peso da aplicação em larga escala, como também aguenta ataques passo a passo de fabricantes estrangeiros e da supervisão regulamentar, mantendo-se na liderança tanto em investigação e desenvolvimento tecnológico como em aplicações na fronteira. Isto suporta a reconfiguração da lógica subjacente de toda a indústria automóvel chinesa. Quando perguntamos “porque é que a indústria de baterias da China tem uma competitividade tão forte?”, a resposta normalmente não está em grandes planos estratégicos, mas escondida naquelas linhas de produção extremamente rigorosas e no fabrico extremo a nível microscópico. Perante o jogo de excedente altamente acirrado e a corrida brutal para a próxima geração de tecnologia, que esforço, afinal, têm os líderes chineses feito nos bastidores?

Como um gigante antigo que, nesta batalha, conseguiu o “ataque de redução de dimensão” num cruzamento de área, a Sunwoda oferece uma perspetiva microscópica excecional que nos permite vislumbrar a têmpera resiliente da indústria chinesa de baterias, os seus pontos dor reais e a velocidade do futuro.

Selar “o diabo” na taxa de rendimento de um milionésimo

A falência da Northvolt revelou a fragilidade profunda da indústria transformadora europeia. Segundo declarações de um funcionário interno, na fase inicial de produção em massa das suas baterias de potência, a taxa de sucata era afinal de 60% a 80%. Isto significa que, ao investir 100 unidades de dinheiro em matérias-primas, no final apenas se conseguem produzir 20 unidades de produtos conformes, e o restante transforma-se em dispendioso lixo químico. O “buraco negro” do rendimento faz com que a empresa enfrente uma saída líquida de caixa de até 100 milhões de dólares por mês.

“Para empresas chinesas de baterias de potência, o rendimento nunca foi apenas uma questão de custos. Quando centenas de milhares de veículos elétricos entram nas estradas, as falhas de fabrico transformam-se, no efeito de escala, em exposições a risco sistémico.”

A taxa de defeitos de peças mecânicas de veículos a combustível com motores de combustão interna na ordem de um milionésimo (PPM, Parts Per Million) normalmente significa apenas uma reparação de pós-venda convencional. Mas as baterias de potência dos veículos de nova energia vêm com centos e milhares de células ligadas em série e paralelo; o risco sistémico acumula-se de forma exponencial. Mesmo considerando uma taxa de defeitos excelente a nível PPM, a taxa de rendimento de um pack com 150 células cairia para 99,985%. Isto significa que, em cada 7000 veículos, pode surgir um produto que transporte um defeito potencial. Durante o ambiente subsequente de 8 a 15 anos, com grandes diferenças de temperatura e vibrações de alta frequência, quando uma única célula com defeito de fabrico desencadeia uma fuga térmica fora de controlo, é suficiente para abalar a confiança da marca acumulada por uma empresa automóvel.

Dentro do pack de bateria de potência, existe ele próprio um complexo “pequeno sistema”.

Com a mesma quantidade de 150 células, uma precisão de nível PPB (um bilionésimo, Parts Per Billion) eleva a taxa de rendimento total do pack para 99,99985%. Isto significa que, em cerca de 700 mil packs de bateria, apenas apareceria um produto potencialmente defeituoso—já acima das vendas acumuladas de quase a totalidade dos modelos ao longo do seu ciclo de vida inteiro.

Perante a lógica matemática inabalável, passar o padrão de rendimento de nível PPM para nível PPB tornou-se uma escolha inevitável para toda a indústria atravessar o risco de qualidade.

“Nosso layout de linha tem cerca de um quilómetro: desde o fornecimento de materiais na frente até à saída do produto acabado no final, cada ponto pode esconder ‘detalhes do diabo’.” O presidente do sistema de fabrico de baterias de potência da Sunwoda, Wei Jihong, decompôs esta batalha de precisão num nível extremamente microscópico. Ele apontou que, quer na revestida (coating), no corte por fendimento (die cutting), na enrolagem (winding) ou na soldadura e montagem, cada processo crítico está atualmente a passar por um controlo apertado e extremamente rigoroso: “só ao descascar estes detalhes camada a camada e ao apertá-los um pouco de cada vez, é que se pode assegurar a consistência do produto e resolver o ‘diabo’ escondido nos níveis de mícron.”

Tomando como exemplo a operação crítica inicial de laminação (calandragem) das baterias, a tolerância de espessura de revestimento padrão na indústria costuma situar-se em ±2–3μm. Para alcançar uma consistência extrema, a Sunwoda, através da seleção de materiais e do controlo de fluidos, fez a convergência para dentro de ±0,5μm. Com a revestida automática e um sistema em circuito fechado, esta estabilidade em nível de mícron é “fixada” numa linha de alta velocidade em funcionamento contínuo. Para especificações de elementos críticos como o eletrodo de orelha (extremidade de tab/cantão), foram aplicados padrões de controlo muito acima do usual na indústria.

Este controlo da previsibilidade estende-se também ao ambiente de produção. As baterias de potência são extremamente sensíveis à humidade e, quando a indústria, em geral, mantém a humidade das oficinas em cerca de 30% para equilibrar custos, a Sunwoda mantém a humidade da oficina central dentro de 5%.

Esta capacidade de resolver defeitos microscópicos é a base que a Sunwoda cultiva há muito tempo. Como líder mundial na fabricação de baterias para eletrónica de consumo 3C, já na era dos smartphones a Sunwoda tinha acumulado experiência de processo e de controlo de qualidade a nível de mícron.

Após entrar na área automóvel, a Sunwoda tentou transferir a lógica de fabrico da eletrónica de consumo para a linha de produção de baterias de potência. A capacidade das baterias automóveis é maior e os requisitos de redundância de segurança são mais elevados—isto não é uma cópia simples de experiência, mas sim uma transbordante das capacidades de fabrico para uma dimensão superior. “Embora os cenários de utilização sejam diferentes, há muitos aspetos em comum em materiais, processos, equipamentos e até na cadeia de fornecimento.” Wei Jihong afirmou.

Impulsionar a transferência de paradigma com IA em toda a cadeia

Para manter, em produção em massa a escala, uma taxa de rendimento a nível PPB, não basta apenas a experiência mecânica tradicional. O sistema de inspeção “5G+MEC+AI” desenvolvido pela Sunwoda tornou-se a base digital que cobre todo o ciclo de vida das baterias de potência.

Na fase de fabrico, o sistema atua, através da disposição de “monitorização por IA+visão”, como nós de monitorização na linha. A carcaça de alumínio das baterias de potência tem alta refletividade; os equipamentos de visão tradicionais são facilmente perturbados por reflexos intensos, enquanto os modelos de IA conseguem extrair com precisão características de microdefeitos como riscos muito ligeiros. Na soldadura a laser de alta velocidade a 300mm/s, o sistema consegue capturar em tempo real “salpicos de soldadura” ou “flutuações do banho de fusão” extremamente pequenos, bloqueando em milissegundos riscos que o ser humano dificilmente detetaria.

Detetar riscos é apenas o primeiro passo; o mais importante é “rastrear a causa raiz” e “otimizar continuamente sem parar a produção”. O sistema utiliza análise de correlação com grandes dados para transformar a experiência de engenheiros seniores em modelos de IA orientados por dados. Quando a monitorização deteta desvios mínimos nos parâmetros do processo, o sistema compara em tempo real enormes quantidades de estados de funcionamento de equipamentos para rastrear a origem e envia diretamente instruções ao equipamento, realizando microajustes automáticos sem interrupção.

Wei Jihong destacou: “Comparado com o sistema de visão por máquina da geração anterior, o nosso sistema de IA tem capacidade forte de autoaprendizagem e, com o crescimento da quantidade de dados, vai sendo atualizado e iterado continuamente. Mesmo quando encontra situações diferentes dos exemplos de falha, continua a conseguir julgar por si e a identificar com precisão e a pré-bloquear/antecipar o incidente.”

Ao combinar profundamente a gestão de qualidade por IA, a análise estatística e a gestão do mundo real, a Sunwoda conseguiu cercar e bloquear de forma eficaz as anomalias na linha de produção. Sob a pressão de custos que as fábricas de automóveis enviam a montante, esta solução cria um ciclo fechado capaz de reduzir custos de fabrico ao mesmo tempo que garante requisitos de qualidade a nível PPB.

Para além do aprofundamento da precisão microscópica, existe outro desafio fundamental na indústria de baterias de potência: amostras perfeitas “apertadas” em pequenas quantidades no laboratório, muitas vezes “deformam-se” quando passam para as linhas de produção em massa com funcionamento ultrarrápido.

No processo de migração do laboratório para a produção em massa, a IA também demonstra força na reconfiguração dos fluxos. A Sunwoda integra, na sua base de conhecimento subjacente, os dados de não conformidade na linha de produção em massa, análises de falhas e a distribuição de flutuações dos processos. As equipas de I&D e engenharia partilham dados; ao conceber produtos novos, a IA extrapola com base em dados históricos e antecipa avisos de riscos de fabrico potenciais. Wei Jihong revelou que, na plataforma piloto durante a fase inicial de desenvolvimento, a IA ajuda a ajustar os parâmetros de teste e a resolver o problema de uma janela de processo estreita o mais cedo possível.

Com esta nova abordagem, o design para manufaturabilidade (DFM) é colocado diretamente à frente no laboratório: cada microajuste de formulação química tem de ser antecipadamente submetido às exigências cruéis de tolerâncias do processo na linha, assegurando de forma fundamental que a inovação na fronteira pode ser reproduzida 100% sem perdas.

Graças a algoritmos de IA, a Sunwoda reduziu os custos de experimentação em mais de 35% e encurtou o ciclo de desenvolvimento em mais de 40%, dando uma maior determinabilidade à escalabilidade e à implementação em larga escala da tecnologia de baterias. Mais importante ainda: quando esta capacidade de fabrico extremo, forjada na competição brutal por excesso de capacidade, se solidifica após a IA “ganhar forma”, o seu valor deixa de estar limitado a uma única fábrica física.

À medida que as empresas automóveis chinesas aceleram a expansão para o exterior, a construção de fábricas no estrangeiro torna-se uma opção obrigatória. O objetivo da Sunwoda também evoluiu de uma mera “transferência de capacidade produtiva” para uma “transferência global da capacidade de serviço e do sistema de fabrico”.

“Não se trata apenas de construir um pavilhão fabril no estrangeiro. Trata-se de transferir, na íntegra, a planificação, construção, comissionamento, operação e manutenção de fábricas de forma sistemática, juntamente com sistemas digitais e metodologia.” Wei Jihong afirmou. A vasta base de conhecimento acumulada no país ao longo de anos de operação das linhas—gerada continuamente pela aprendizagem da IA—está a ser implantada diretamente nos sistemas digitais das fábricas no estrangeiro. Com a ligação global da base de TI, os dados de operação das linhas no exterior comunicam em tempo real com os do país.

Construir a determinabilidade na próxima transformação

Atualmente, a indústria global de baterias de potência encontra-se num ponto de interseção entre ciclos novos e antigos. O objetivo comercial das baterias de estado totalmente sólido já foi ancorado por empresas líderes do setor em 2028-2029.

A comercialização das baterias de estado totalmente sólido não é apenas a substituição do sistema químico; trará também exigências extremamente rigorosas ao lado do fabrico. A alteração da forma física do eletrólito sólido significa tolerância de água no ambiente de produção aproximando-se de zero, e os requisitos para a tensão de aderência/encaixe do eletrodo muito fina (extensão do elétrodo positivo/negative foil) atingem também um novo patamar. Sem uma base sustentada por fabrico de precisão, a inovação na estrutura química dificilmente se consegue converter em produtos escaláveis.

Perante a evolução tecnológica, a Sunwoda adota uma estratégia pragmática de “progresso gradual”. Wei Jihong apontou que a bateria de estado sólido e a bateria de eletrólito líquido não estão numa relação de substituição; são uma coexistência e adaptação para diferentes cenários. Atualmente, ao explorar processos reais, a Sunwoda também considera como critério central “como maximizar a compatibilidade com as linhas de produção existentes”.

Numa recente conferência anual da indústria de baterias de potência, o doutor Xu Zhongling, diretor do Instituto Central de Investigação da Sunwoda, também analisou a rota de implementação faseada: do semi-sólido para o totalmente sólido, e do polímero para o sulfureto.

Correspondentemente, na exploração contínua das baterias de estado sólido, a Sunwoda já começou a obter alguns resultados em etapas: a primeira geração de baterias para aeronaves com densidade energética de 320Wh/kg já alcançou produção em massa e foi entregue a clientes; as baterias de estado sólido para os seus robôs humanoides também passaram por testes rigorosos, como punção de 8 milímetros e caixas térmicas a 250℃, e já foram entregues; as baterias de estado sólido totalmente sólidas de compósito polimérico, usando tecnologia de eletrodos muito densos, alcançam densidade energética de 400Wh/kg; a empresa já construiu uma linha piloto de 0,2GWh; e a bateria de estado sólido totalmente de sulfureto, que enfrenta desafios técnicos ainda maiores, já concluiu no laboratório mais de 2000 ciclos e colocou em funcionamento o desenvolvimento do processo.

A acumulação contínua destes resultados na fronteira prova, mais uma vez, a força da “base” que a Sunwoda forjou ao longo de muitos anos. Empresas de baterias chinesas, representadas pela Sunwoda, que atravessam continuamente ciclos, são em si um retrato da capacidade de fabricação industrial da China em quebrar impasses de forma contínua. Num mundo físico cheio de desordem e incerteza, os ciclos comerciais mais elevados e fechados pertencem, para sempre, àqueles que ousam reescrever a incerteza em determinismo nas menores unidades de medida.

Notícias em grande volume e interpretação precisa, tudo na app Sina Finance