Qué sucede dentro de una batería eléctrica cuando la temperatura cae por debajo de cero

Cuando el termómetro baja hasta los -20 ℃, los usuarios de vehículos eléctricos notan que la batería pierde eficiencia y autonomía de manera considerable: el nivel de carga se reduce con mayor rapidez durante la conducción y los tiempos de recarga se prolongan, lo que afecta la vida cotidiana y los gastos, según Norwegian SciTech News, revista especializada en ciencia y tecnología de Noruega.

Las baterías de estos coches experimentan una disminución de potencia y autonomía en temperaturas bajas debido a que el frío ralentiza los procesos químicos internos, eleva la resistencia eléctrica y dificulta el movimiento de los iones de litio dentro de la batería.

Como consecuencia, la capacidad para entregar energía disminuye, los usuarios deben recargar con mayor frecuencia y el alcance por carga se reduce, lo que exige mayor planificación para los desplazamientos.

Por qué caen la potencia y la autonomía de los autos eléctricos

La mayoría de los autos eléctricos utiliza una batería de iones de litio, cuya eficiencia depende de conservar la temperatura interna adecuada, según Norwegian SciTech News. Si las temperaturas externas descienden, el electrolito que permite el flujo de iones se vuelve más viscoso, lo que dificulta el paso de los iones entre el ánodo y el cátodo, indica Fride Vullum-Bruer, investigadora de SINTEF Energy.

Vullum-Bruer precisa que, cuando hace frío, el material dentro de la batería adquiere una textura similar a la miel y puede solidificarse, impidiendo que los iones de litio generen electricidad con normalidad. Esta ralentización afecta tanto a la entrega de energía como a la recarga, ya que los iones tardan más en desplazarse durante el proceso.

El voltaje de la batería cae rápidamente en ambientes fríos y, si desciende hasta un umbral conocido como “corte”, la batería deja de funcionar aunque conserve energía de reserva, destaca Vullum-Bruer en Norwegian SciTech News. Este mecanismo protege el sistema aunque puede limitar la autonomía.

Existe la creencia popular de que la calefacción del habitáculo es la principal responsable de la pérdida de autonomía en invierno. Según un estudio citado por Norwegian SciTech News, aunque sistemas como el calentamiento de los asientos consumen energía, “el enfriamiento de la batería y la ralentización de los procesos internos son la causa predominante”, detalla Vullum-Bruer.

De acuerdo con esta misma fuente, el uso de la calefacción representa entre el 2% y el 5% del total de la energía de la batería en modelos como el Tesla Model 3 o Y. En comparación, el frío intenso puede reducir el alcance real entre el 20% y el 50% durante olas de bajas temperaturas.

Cómo afecta el frío a la recarga y el uso diario

Las temperaturas bajas afectan principalmente la rapidez y eficacia de la recarga. Norwegian SciTech News resalta que la “recarga rápida” de una batería fría puede tardar hasta cuatro veces más que en condiciones óptimas, ya que primero necesita calentarse para operar eficientemente.

Vullum-Bruer recomienda recargar el vehículo al terminar el trayecto, mientras la batería conserva calor. “Todas las funciones dentro de la batería se enlentecen cuando hay frío, incluidas las recargas. Por eso, lo ideal es conectar el coche a la corriente cuando la batería está tibia”, señala.

No se recomienda cargar la batería al 100% de forma habitual, especialmente en invierno. Se prolonga su vida útil si se mantiene entre el 20% y el 80% de su capacidad, según datos de Norwegian SciTech News. Cargar al máximo en frío puede provocar la formación de metal de litio en la superficie del ánodo (“plating”), lo que reduce la cantidad de litio activo.

Con el tiempo, esta condición favorece la aparición de filamentos llamados “dendritas”, que aumentan el riesgo de cortocircuito y posibles incendios, subraya Vullum-Bruer. Además, el medio recomienda no dejar la batería completamente cargada si el vehículo no se va a utilizar durante un periodo largo, una práctica que no es equivalente en autos de gasolina o diésel.

Avances en tecnología de baterías frente al clima frío

La industria tecnológica busca superar las limitaciones del clima frío en los vehículos eléctricos. Norwegian SciTech News, revista especializada en ciencia y tecnología de Noruega, identifica la batería de estado sólido como una solución relevante, pues sustituye el electrolito líquido por uno sólido y mejora la estabilidad y conductividad en distintos entornos térmicos.

Aunque empresas como la china FAW ya presentaron prototipos con esta tecnología, aún faltan pruebas y tiempo para escalar la producción y su llegada masiva al mercado. Según Norwegian SciTech News, la fabricación en mayor escala podría comenzar en los próximos de uno a tres años, mientras que la adopción generalizada requerirá más tiempo.

Mientras tanto, especialistas como Vullum-Bruer insisten en que los propietarios actuales deben aplicar buenas prácticas de recarga y uso para proteger la vida útil de sus baterías durante el invierno.