¿Por qué se agota la batería de un coche eléctrico?

Las baterías grandes que se usan en los vehículos eléctricos (EV) son más duraderas que las baterías de su computadora portátil, pero se desgastan con el tiempo como cualquier otra batería de iones de litio. Aquí analizamos qué conduce a la descarga de la batería en un vehículo eléctrico y por qué.

¿Cómo se degrada la batería de un coche eléctrico con el tiempo?

Dos factores principales afectarán la velocidad a la que se agota la batería de un EV: la antigüedad de la batería, así como su uso y el medio ambiente. La segunda categoría incluye cosas como conducir un automóvil eléctrico, cargar una batería, almacenar un automóvil y factores ambientales como el clima.

Edad de la batería

La primera categoría, la degradación debido a la edad de la batería, es inevitable: todas las baterías de iones de litio degradan constantemente su eficiencia a medida que se usan con el tiempo. Esto también se llama envejecimiento de calendario y es un proceso muy gradual. Tampoco ocurre al mismo ritmo año tras año.

De acuerdo con la startup de vehículos eléctricos Recurrent, que rastrea y proporciona a los compradores informes sobre vehículos eléctricos usados, las baterías de los vehículos eléctricos experimentan la mayor disminución de capacidad al principio y al final de su vida útil. Por lo general, primero hay una caída rápida, que se estabiliza una vez que la batería se estabiliza, y luego otra caída unos años más tarde. Esta reducción suele ser pequeña, del 5 al 10 % de la capacidad total, incluso después de miles de kilómetros.

Entonces, ¿por qué está ocurriendo esta degradación? Por la forma en que se fabrican las baterías de iones de litio y cómo funcionan. Las baterías de los vehículos eléctricos se basan en reacciones químicas para generar electrones que alimentan el motor de un automóvil. Los generan usando lo que se llama «material activo» para provocar una reacción. En las baterías de iones de litio, este material es el litio.

Como la batería se usa una y otra vez, parte de este litio se agota todo el tiempo. Cuando esto sucede el tiempo suficiente, observa una disminución en la carga total que la batería puede contener porque no hay suficiente material activo para generar la misma cantidad de energía. Este tipo de degradación también se denomina pérdida de capacitancia.

Factores ambientales y de uso

Se ha demostrado que los factores ambientales, especialmente la temperatura, afectan el rendimiento de una batería EV. Por ejemplo, en climas muy fríos, el fluido dentro de la batería de un automóvil eléctrico se vuelve más viscoso, lo que ralentiza las reacciones necesarias para generar electricidad. Esto significa que hay menos electricidad disponible para el motor, por lo que tiene menos potencia para acelerar. No es de extrañar que esto se llame desvanecimiento de energía. Los vehículos eléctricos están construidos con sistemas de control de temperatura para evitar esto, pero seguirá siendo un problema en condiciones climáticas extremas. La corrosión o los depósitos dentro de la batería con el tiempo también pueden causar pérdida de energía.

Y no es sólo el clima frío. El calor reduce temporalmente la energía y puede contribuir a una pérdida de energía acelerada en general, pero la diferencia en la pérdida de energía entre climas templados y cálidos es pequeña para los vehículos eléctricos de hoy. Cars.com escribe :

“Según Geotab, después de cuatro años, un EV en climas templados muestra menos degradación de la batería que un EV en climas cálidos, pero la diferencia es de menos de un cuarto de uno por ciento… Comparando un solo modelo EV 2015 sin gestión térmica activa, un Nissan Leaf y otro modelo de 2015, el Tesla Model S puede ser el más útil: Geotab informa que el Leaf tiene una tasa de degeneración promedio del 4,2 %, mientras que el Model S tiene un 2,3 %.

El uso de estaciones de carga rápida de corriente continua (DCFC) también degradará la vida útil de la batería de un vehículo eléctrico. El fabricante de automóviles Kia atribuye la pérdida de capacidad del 10 por ciento durante la vida útil de la batería al uso excesivo de DCFC. DCFC ejerce mucha presión sobre la batería para canalizar toda esa energía tan rápido, al igual que el uso constante de carga rápida en su teléfono móvil acortará la vida útil de la batería. Esto se debe a que cuanta más energía pones en una batería, más electrones e iones se mueven dentro de las celdas de la batería. Esto puede causar microdaños y ejercer una presión adicional sobre los componentes de la batería, lo que eventualmente conduce a una reducción de la capacidad si se hace con demasiada frecuencia.

La mayoría de los fabricantes de vehículos eléctricos están de acuerdo en que la carga rápida debe usarse «con moderación», pero al momento de escribir este artículo, no existe una definición clara de lo que significa «con moderación». Es una buena regla general usar la carga rápida lo menos posible cuando es inevitable o en viajes largos, y ceñirse a la carga regular de nivel 1 o 2 la mayor parte del tiempo.

¿Debería preocuparme por la degradación de la batería?

Siempre que sepa que la capacidad de la batería disminuirá gradualmente con el tiempo, no necesita preocuparse demasiado por la degradación. Sin embargo, querrá planificar con anticipación esta reducción y tenerla en cuenta en sus cálculos de la distancia que podrá conducir en unos pocos años. En cuanto a la falla completa, la falla completa de la batería es muy rara y generalmente está cubierta por la garantía del fabricante.

Cierta degradación es inevitable, pero si cuida bien la batería, es probable que conserve la mayor parte de su autonomía durante la vida útil del vehículo. Evite demasiada carga DCFC. Prepare la batería antes de cargarla en condiciones de calor o frío extremos. Si es posible, deja el coche conectado al cargador para ahorrar energía. Antes de comprar, piensa en el clima en el que vives y cómo podría afectar a la batería. A medida que la tecnología mejora, muchas de estas limitaciones en la potencia y la duración de la batería en los vehículos eléctricos pueden disminuir o desaparecer por completo. Esta es una buena noticia especialmente si conoce el costo de reemplazar una batería EV.