Recuperación de las baterías de vehículos eléctricos: ¿se puede recuperar la capacidad perdida?
La batería de alta tensión es uno de los componentes más caros de un vehículo eléctrico, por lo que una disminución de sus prestaciones es naturalmente motivo de preocupación para el propietario. Una de las preguntas más frecuentes que plantean los propietarios de vehículos eléctricos y los especialistas de los talleres es:
«¿Se puede recuperar la capacidad de la batería si se carga y descarga completamente varias veces seguidas?»
Esta pregunta no ha surgido por casualidad. Muchas personas recuerdan que varios ciclos completos de carga y descarga podían mejorar realmente el funcionamiento de las baterías de níquel-cadmio debido al llamado efecto memoria. Sin embargo, las baterías de tracción modernas de los vehículos eléctricos utilizan principalmente celdas de iones de litio, que no presentan el efecto memoria clásico. ¿Significa esto que varios ciclos completos nunca pueden mejorar el estado de una batería? Para responder a esta pregunta, primero debemos analizar por qué una batería pierde capacidad.
Relación entre la capacidad restante de la batería y el kilometraje de los vehículos Tesla Model S/X.
El gráfico muestra claramente hasta qué punto puede variar el grado de degradación incluso con un kilometraje relativamente bajo.
¿Por qué disminuyen la capacidad de la batería y la autonomía?
Una reducción de la autonomía no siempre significa que la batería de alta tensión haya perdido realmente la misma cantidad de capacidad. La cantidad de energía disponible depende tanto del estado de las celdas de la batería como de las condiciones de funcionamiento del vehículo.
Las principales causas pueden dividirse en cuatro grupos:
- Condiciones de funcionamiento. La temperatura ambiente, la velocidad de conducción, la intensidad de las aceleraciones, la carga del motor eléctrico, la calefacción y el aire acondicionado influyen en el consumo de energía y, por tanto, en la autonomía con una sola carga.
Relación entre la autonomía del Tesla Model S 100, la velocidad y la temperatura.
Fuente: A Better Routeplanner (ABRP); datos de 805 vehículos Tesla.
- Funcionamiento del sistema de gestión de la batería. El BMS (Battery Management System) supervisa el estado de la batería y limita el rango de carga disponible. Esto es necesario para proteger las celdas frente a la sobrecarga y la descarga profunda.
- Diferencias entre los parámetros de las celdas. Con el tiempo, las celdas y los módulos individuales pueden comenzar a diferir en capacidad, resistencia interna y estado de carga. Como resultado, el grupo más débil puede limitar el funcionamiento de toda la batería.
- Envejecimiento natural. Durante el funcionamiento se producen cambios químicos irreversibles dentro de las celdas de iones de litio. Gradualmente, estas pierden su capacidad para almacenar y suministrar la misma cantidad de energía que antes.
Por lo tanto, la indicación de autonomía en el cuadro de instrumentos no debe utilizarse como parámetro para evaluar el estado de la batería. Es un valor calculado que depende no solo de la capacidad real de la batería, sino también de las condiciones de funcionamiento del vehículo. Si la autonomía ha disminuido notablemente, es necesario realizar un diagnóstico de la batería de alta tensión para determinar la causa.
¿Qué es la degradación de la batería?
La degradación de la batería es un cambio gradual e irreversible de sus propiedades físicas y químicas que reduce su capacidad para almacenar y suministrar energía y también puede disminuir la potencia máxima de la batería.
Durante el funcionamiento de una celda de iones de litio, los iones de litio se desplazan entre el cátodo y el ánodo. Durante la descarga, se mueven en una dirección y, durante la carga, en la dirección opuesta. En condiciones ideales, este proceso puede repetirse muchas veces. Sin embargo, en una batería real, parte del litio y de otros materiales participa gradualmente en reacciones químicas secundarias. Con el tiempo, esto provoca una reducción de la cantidad de litio disponible para participar en el funcionamiento normal de la celda.
Los procesos más importantes relacionados con la degradación de la batería de un vehículo eléctrico son los siguientes:
1. Crecimiento de la capa SEI. En la superficie del ánodo se forma una película protectora denominada SEI (Solid Electrolyte Interphase). Es necesaria para el funcionamiento normal de la batería, pero continúa creciendo con el tiempo y consume parte del litio disponible. Cuanto mayor es la temperatura, más rápidos suelen ser los procesos que contribuyen al crecimiento de esta capa. Por ello, el sobrecalentamiento es uno de los factores que aceleran el envejecimiento de la batería.
2. Deposición de litio metálico. En determinadas condiciones, los iones de litio no tienen tiempo suficiente para incorporarse correctamente al material del ánodo. En su lugar, parte del litio se deposita sobre su superficie en forma de litio metálico. El riesgo es especialmente elevado al cargar una batería fría con una corriente alta. Parte del litio depositado puede participar en reacciones posteriores y transformarse en el denominado «litio muerto», que ya no participa en el almacenamiento de energía.
3. Daño del material activo. Durante los ciclos repetidos de carga y descarga, los materiales de los electrodos cambian de volumen. Bajo cargas elevadas y condiciones desfavorables, esto puede provocar la aparición de microfisuras en las partículas del material activo. A través de estas fisuras, el electrolito puede acceder a nuevas superficies donde tienen lugar reacciones secundarias adicionales. Esto acelera el envejecimiento posterior de la celda.
4. Cambios en la estructura del cátodo. Las temperaturas elevadas y otras condiciones desfavorables pueden provocar cambios en la estructura del material del cátodo. Como consecuencia, parte del material activo pierde su capacidad para participar correctamente en el transporte reversible del litio.
Todos estos procesos conducen gradualmente a dos consecuencias principales: disminuye la capacidad disponible y aumenta la resistencia interna de la celda. Una mayor resistencia interna provoca un calentamiento adicional cuando circulan corrientes elevadas. A su vez, las altas temperaturas aceleran muchos procesos de envejecimiento. Por lo tanto, los diferentes mecanismos de degradación pueden reforzarse entre sí y acelerar progresivamente el desgaste de la batería.
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Velocidad media anual de disminución de la capacidad disponible de la batería con diferentes patrones de carga de CC.
Fuente: estudio de Geotab sobre el estado de las baterías de vehículos eléctricos, 2025–2026.
¿Pueden varios ciclos mejorar realmente el rendimiento de la batería?
Ahora podemos volver a la pregunta principal del artículo. Un ciclo completo de carga y descarga no puede recuperar la capacidad físicamente perdida de una celda de iones de litio degradada. Si se han producido cambios químicos irreversibles dentro de la celda, varios ciclos no devolverán sus características originales.
Sin embargo, existen situaciones en las que los parámetros de la batería pueden mejorar realmente después de varios ciclos.
La primera está relacionada con el sistema de gestión de la batería (BMS). Este calcula continuamente el estado de carga, la capacidad disponible y otros parámetros basándose en las mediciones de tensión, corriente y temperatura. Con el tiempo, estos valores calculados pueden requerir ajustes. Después de un ciclo completo de carga y descarga, el BMS recibe datos adicionales y puede actualizar sus cálculos. Como resultado, el propietario puede observar en algunos casos un aumento de la capacidad calculada o de la autonomía estimada. Es importante entender que, en este caso, no se está restaurando la batería en sí, sino mejorando la precisión de la evaluación de su estado.
La segunda situación puede producirse después de un almacenamiento prolongado de la batería sin utilizarla. Por ejemplo, un vehículo puede estar en reparación después de un accidente, o una batería de alta tensión puede permanecer almacenada durante un periodo prolongado fuera del vehículo. Después de un largo periodo de inactividad, la distribución del litio dentro de los electrodos puede volverse menos uniforme. Varios ciclos controlados de carga y descarga pueden restablecer parcialmente este equilibrio. Como resultado, la capacidad disponible puede aumentar ligeramente. Sin embargo, tampoco en este caso se trata de restaurar las celdas degradadas. Más bien, la batería comienza a utilizar de forma más eficiente el recurso que ya estaba disponible en ella.
Conclusiones
Por lo tanto, varios ciclos completos de carga y descarga no restauran una batería de vehículo eléctrico físicamente degradada, pero en algunos casos pueden corregir los cálculos del BMS o mejorar el aprovechamiento de la capacidad disponible después de un periodo prolongado de inactividad.
Para determinar la causa real de la reducción de la autonomía y evaluar la posibilidad de recuperar la batería, es necesario realizar un diagnóstico profesional de la batería de alta tensión. Para estas tareas, MSG Equipment ofrece el tester MS801, que permite diagnosticar módulos de iones de litio de baterías de alta tensión de vehículos eléctricos modernos y evaluar sus parámetros principales: capacidad y resistencia interna.
