¿Por qué las baterías de los coches eléctricos funcionan peor en invierno?

El presente en la industria del automóvil eléctrico es de las baterías de iones de litio con electrolito líquido. Sin embargo, esta tecnología cuenta con limitaciones que animan a investigadores y fabricantes a buscar nuevas soluciones que permitan avanzar hacia una movilidad sostenible más eficiente y competitiva.

Aunque las baterías de sodio están, poco a poco, entrando en el mercado con una mayor seguridad y menor coste como principales argumentos frente a las de litio, aún tienen camino que recorrer para competir en rendimiento.

Una causa de fuga térmica es un aumento localizado de temperatura, generalmente por sobrecarga, daño físico o exposición a altas temperaturas

Y, en lo que respecta a las baterías de estado sólido, se trata de una tecnología todavía en fase de desarrollo, por lo que tardará unos años en comenzar a introducirse en el mercado automotriz.

Cómo funciona una batería de iones de litio

Una de las principales limitaciones de las baterías de litio y de los coches eléctricos es que las temperaturas extreman afectan a su rendimiento. Esto se debe a que reducen su autonomía e integridad, ya que pueden llegar a incendiarse. Pero ¿por qué sucede esto?

Antes vamos a repasar cómo funciona una batería de este tipo.

En una batería electroquímica, como es el caso de las baterías de iones de litio que utilizan los coches eléctricos, la electricidad se almacena en forma de iones. Los iones son átomos con una carga distinta a cero, bien por escasez o por exceso de electrones.

Al conectar un dispositivo, ya sea un teléfono móvil o un coche eléctrico, la toma de corriente activa estos iones, que pasan del electrodo positivo al negativo. Es decir, del ánodo al cátodo.

Cada vez que un electrón pasa de un electrodo a otro, también lo hace un ion de litio. Gracias a esto se mantiene el equilibrio de cargas en la batería. Durante la descarga, cuando el coche gasta la energía acumulada, los iones almacenados en el cátodo regresan al ánodo, produciendo un flujo de electricidad que impulsa el motor eléctrico del vehículo.

¿Qué diferencia a las baterías recargables del resto? Que pueden funcionar durante miles de ciclos de carga y descarga. ¿Y qué hace que las de litio monopolicen el mercado en la actualidad? Que el litio es el metal es el más ligero, por lo que tiene una alta capacidad específica y, por tanto, puede almacenar mucha cantidad de carga con poco peso.

Cómo afecta el frío a las baterías de litio de los coches eléctricos

Todos hemos oído hablar o hemos leído sobre incendios provocados por las baterías de patinetes, bicicletas o coches eléctricos. Circunstancias que incluso han llevado a prohibiciones de uso en determinados ámbitos.

Son varios los problemas que pueden originar un incendio en una batería de litio, aunque la mayoría ocurre a consecuencia de baterías mal fabricadas o de mala calidad con defectos en sus celdas.

No obstante, el clima también puede afectar al rendimiento e integridad de una batería de litio. ¿Por qué ocurre esto?

Las baterías de iones de litio contienen un fluido llamado electrolito. Cuando bajan las temperaturas en invierno, este electrolito líquido se hace más denso y fluye más lentamente. Esto, a su vez, origina que los iones de litio se muevan más lentamente.

Esto es un problema por dos razones. Por un lado, esta desaceleración puede impedir que la inserción de dichos iones se realice correctamente en los electrodos. Además, si eso ocurre, los iones de litio pueden quedar en la superficie del electrodo, formando litio metálico.

Cuando esto ocurre, y lo hace en una cantidad excesiva, puede provocarse un cortocircuito interno, derivando en un incendio de la batería.

Qué es la fuga térmica de una batería

Otra razón por la que una batería puede llegar a incendiarse es la conocida como fuga térmica. Este se da cuando la temperatura de una batería aumenta rápidamente, generando una sucesión de reacciones químicas.

Una causa frecuente de este fenómeno es un aumento localizado de temperatura, que suele estar provocado por una sobrecarga, un daño físico o una exposición a altas temperaturas.

Cuando la temperatura aumenta, se producen varias reacciones químicas en cadena, aumentando aún más el calor en el interior de la batería. Esto puede generar, por un lado, gases inflamables, que derivan en incendio o incluso explosión.

También puede ocurrir que el calor dañe componentes internos como el separador y los electrodos, creando cortocircuitos, más calor y, finalmente, el incendio.

Cómo evitar problemas con una batería de litio

Las baterías de litio de calidad son muy seguras y no hay razones para temerlas si se toman las precauciones adecuadas:

1. Utiliza cargadores certificados, evitando los baratos o falsificados.
2. Desenchufa el dispositivo cuando se haya cargado para no sobrecargar la batería.
3. Guarda la batería en un lugar fresco y seco, lejos de la luz solar directa, fuentes de calor o frío extremo.
4. Evita golpes, caídas o daños físicos en la batería, que pueden provocar cortocircuitos internos.
5. Controla la temperatura de la batería, especialmente durante un uso intensivo. Si es el caso, apaga y deja enfriar.
6. Elige dispositivos con funciones de seguridad integradas, como por ejemplo el sistema BMS.
7. Sigue las recomendaciones de uso y carga del fabricante.
8. Cuando una batería llegue al final de su vida útil, deséchala siguiendo la normativa local, evitando desmontar y/o perforar. Generalmente, un Punto Limpio es la mejor alternativa.