Degradación de las baterías de vehículos eléctricos: pérdida de capacidad, potencia y envejecimiento

La degradación de una batería reduce de forma permanente la energía que puede almacenar o la potencia que puede entregar. Entender la diferencia ayuda a explicar por qué un vehículo eléctrico que envejece puede perder autonomía, cargar más despacio o alcanzar antes sus límites de potencia.

Qué cambia con la degradación

La pérdida de capacidad reduce la carga eléctrica o la energía disponible entre unos límites definidos. La capacidad de carga se mide en amperios-hora (Ah); para la autonomía, la magnitud relevante suele ser la energía utilizable en kilovatios-hora (kWh). La diferencia entre carga, energía y potencia se explica en Battery basics.

Supongamos que una batería entregaba 80 kWh cuando era nueva y ahora entrega 72 kWh en la misma ventana de funcionamiento, a la misma temperatura y en las mismas condiciones de ensayo:

Retención de energía = 72 kWh ÷ 80 kWh × 100 = 90%

Esto supone una pérdida del 10% de energía utilizable. Con un consumo constante de 20 kWh/100 km, la autonomía calculada pasa de 400 km a 360 km. Son cifras ilustrativas, no mediciones de un vehículo eléctrico concreto.

Mantenga la misma ventana de referencia. Comparar la capacidad bruta de una batería nueva con la energía utilizable medida de una batería más antigua mezcla dos magnitudes distintas. Los cambios de software en la ventana accesible también pueden modificar la energía disponible para el conductor sin revertir el envejecimiento de las celdas. Battery buffers explica esos límites.

La pérdida de potencia se refiere a la rapidez con la que la batería puede suministrar o aceptar energía. Al aumentar la resistencia interna, la tensión cae más bajo corriente de descarga y sube más durante la carga. Esto puede hacer que un grupo de celdas alcance antes su límite de tensión. En un modelo resistivo simplificado:

Potencia térmica resistiva = corriente² × resistencia

Con la misma corriente, el doble de resistencia produce el doble de potencia térmica resistiva. El vehículo puede tener que reducir la corriente para mantenerse dentro de los límites de tensión y temperatura. Por tanto, una batería puede conservar buena parte de su energía medida mientras pierde potencia útil. La capacidad y la resistencia se miden por separado al evaluar una batería. Procedure for Assessing the Suitability of Battery Second Life Applications after EV First Life

Una reducción temporal del rendimiento puede tener otras causas. Una batería fría, un estado de carga (SOC) inicial elevado o un límite de la estación pueden reducir la potencia de carga; el tiempo atmosférico y la calefacción del habitáculo pueden reducir la autonomía. Compare condiciones similares antes de atribuir un cambio al envejecimiento permanente. Battery charging

Cómo envejecen las baterías

El envejecimiento por calendario avanza con el tiempo, incluso cuando el coche está aparcado. El envejecimiento por ciclos acompaña al paso de carga eléctrica por las celdas. Ambos interactúan: los ciclos pueden exponer nuevas superficies a reacciones químicas. Lithium ion battery degradation: what you need to know Los experimentos de Smith y sus colaboradores con 32 celdas de grafito/NMC estudiaron cómo la temperatura, el nivel de carga, la profundidad de descarga y la tasa de carga influían en este envejecimiento. Lithium-ion battery life model with electrode cracking and early-life break-in processes

El litio deja de estar disponible

Un ánodo de grafito desarrolla una interfase protectora de electrolito sólido, normalmente abreviada SEI. Esta capa superficial limita las reacciones posteriores entre el electrodo y el electrolito. Su crecimiento continuado consume litio y electrolito, dejando menos litio disponible para moverse entre los electrodos. Es una forma de pérdida de inventario de litio. Lithium ion battery degradation: what you need to know

La deposición de litio metálico es otra vía. Durante la carga, el litio puede depositarse como metal sobre la superficie del ánodo en vez de introducirse en el electrodo como está previsto. Parte puede quedar inutilizable para ciclos posteriores. La baja temperatura y una corriente de carga excesiva para el estado de la celda aumentan este riesgo. Lithium ion battery degradation: what you need to know

El material del electrodo pierde su función

Las partículas de los electrodos pueden agrietarse, perder el contacto eléctrico o sufrir cambios estructurales que reduzcan su capacidad para almacenar litio. Esto es la pérdida de material activo. Las grietas también pueden exponer nuevas superficies al electrolito y favorecer más reacciones secundarias. Lithium ion battery degradation: what you need to know

Estos procesos se solapan con el aumento de la resistencia. Las películas superficiales, los cambios en los electrodos y las restricciones de transporte dentro de la celda pueden afectar tanto a la capacidad utilizable como a la potencia. Sus contribuciones varían según el diseño de las celdas y su historial de uso; un único porcentaje de capacidad no identifica el mecanismo subyacente. Lithium ion battery degradation: what you need to know

Los materiales de los electrodos se explican en Cell chemistry and components. Preger y sus colaboradores compararon celdas cilíndricas comerciales LFP, NCA y NMC bajo distintas condiciones de ciclado y comunicaron la mayor vida en ciclos para las celdas LFP ensayadas; algunas vidas hasta el 80% de capacidad se extrapolaron porque las celdas aún no habían alcanzado ese punto. La ventaja se reducía al medirla por la energía descargada acumulada, debido a la menor capacidad y tensión de las celdas LFP. Estos resultados comparan diseños concretos: los autores también observaron que las predicciones de vida útil no podían trasladarse de forma fiable a otras celdas con la misma química, formato y capacidad. Degradation of Commercial Lithium-Ion Cells as a Function of Chemistry and Cycling Conditions

Temperatura, nivel de carga y ciclos

Temperatura y tiempo con carga elevada

La alta temperatura acelera muchas de las reacciones secundarias implicadas en el envejecimiento. Un estado de carga elevado también puede favorecerlas por su efecto sobre los potenciales de los electrodos. El tiempo, la temperatura y el nivel de carga influyen conjuntamente en el envejecimiento durante el almacenamiento. Lithium ion battery degradation: what you need to know

La relación varía con el diseño de la celda y la temperatura. En los ensayos de grafito/NMC de Smith y sus colaboradores, la pérdida por calendario no aumentaba de forma continua con el estado de carga. Este hallazgo respalda el uso de pruebas específicas de cada celda, en lugar de suponer una curva universal entre porcentaje de carga y desgaste. Lithium-ion battery life model with electrode cracking and early-life break-in processes

La temperatura también cambia lo que ocurre durante la carga. Calentar una celda fría puede mejorar el transporte de litio y permitir una corriente de carga mayor antes de que aparezca la deposición metálica. Rodrigues y sus colaboradores demostraron que los límites de carga dependen de la temperatura, la tensión de la celda, el diseño del electrodo y la duración de la corriente. Fast charging of Li-ion cells: temperature effects and lithium plating Esto explica por qué un coche puede calentar deliberadamente su batería antes de una carga rápida, aunque el almacenamiento prolongado en caliente acelere el envejecimiento. Las estrategias de calefacción y refrigeración del vehículo se explican en Battery thermal management.

Profundidad de descarga y ciclos equivalentes

La profundidad de descarga describe la amplitud de una variación de carga. Pasar del 80% al 30% supone una variación de 50 puntos porcentuales; del 70% al 50%, de 20 puntos. El nivel medio de carga también importa: el uso repetido entre el 50–100% y el 20–70% tiene la misma amplitud, pero utiliza partes distintas de la ventana operativa de la celda.

Un ciclo completo equivalente (EFC) expresa la carga acumulada transferida respecto a una capacidad completa de referencia elegida. Por ejemplo, usando la carga descargada y una referencia fija de 100 Ah:

Ciclos completos equivalentes = carga descargada acumulada (Ah) ÷ capacidad de referencia (Ah)

Dos descargas de 50 Ah, con una recarga entre ellas, suman un EFC sobre esta base. Contar tanto la descarga como la recarga en esa fórmula contabilizaría el ciclo dos veces. Una convención bidireccional divide la suma de los Ah cargados y descargados entre el doble de la capacidad de referencia. Otros informes usan energía transferida, por lo que conviene comprobar la definición antes de comparar ciclos totales.

La misma cantidad transferida puede causar distinto desgaste. Como demuestran los ensayos de Smith y sus colaboradores, las comparaciones de vida en ciclos necesitan la ventana de carga, la temperatura y la corriente, además del umbral final de retención de capacidad. Lithium-ion battery life model with electrode cracking and early-life break-in processes

Corriente y carga rápida

La potencia de carga en kW no describe por sí sola la exigencia sobre cada celda. La tasa C relaciona la corriente con la capacidad de carga: 100 A a través de una celda de 100 Ah equivalen a 1C. Dividir los kW del lado de la batería entre los kWh nominales da una aproximación, condicionada por la relación entre la tensión real y la utilizada para especificar la energía. Battery charging

Una corriente mayor aumenta el calentamiento resistivo y puede convertir el transporte de litio en el factor limitante durante la carga. Por ello, la tasa permitida cambia a medida que la batería se calienta y se llena. El diseño de la celda, la refrigeración y la estrategia de control determinan cuánta corriente se puede aceptar; la potencia anunciada de un cargador no es un indicador de desgaste de la batería. La evaluación del DOE sobre carga rápida describe estas restricciones electroquímicas y térmicas relacionadas. DOE fast-charging technology assessment

Qué muestran los datos de uso real

El análisis de Geotab de 2025 abarcó más de 22.700 vehículos eléctricos y 21 modelos, con una degradación anual media del 2,3%. Su informe está fechado el 28 de abril de 2026:

Estas asociaciones observacionales no establecen causalidad ni predicciones individuales. Geotab EV battery-health analysis

Solo entre los vehículos que usaban poco la carga DC, la degradación anual media fue del 2,0% para los que pasaban más del 80% del tiempo por debajo del 20% o por encima del 80% de SOC, frente al 1,4–1,5% con menor exposición. Ambos extremos se agruparon durante conducción, carga y reposo; esto no establece efectos iguales ni un umbral de tiempo seguro universal. Geotab EV battery-health analysis

El grupo de clima cálido de Geotab presentó una degradación anual media 0,4 puntos porcentuales superior a la del grupo de clima templado. Los grupos experimentaban más y menos del 35% de los días por encima de 25 °C, respectivamente; había insuficientes vehículos usados exclusivamente en clima frío para aislar su efecto climático a largo plazo. Geotab EV battery-health analysis

Geotab también indica que muchos vehículos eléctricos pierden capacidad más deprisa al principio y después más lentamente. Geotab EV battery-health analysis Más adelante, la interacción de mecanismos de degradación puede acelerar la pérdida, formando lo que suele denominarse un codo en la curva. Una extrapolación lineal de un intervalo corto no recoge estos cambios. Lithium ion battery degradation: what you need to know

Interpretar el estado de salud de la batería

El estado de salud (SOH) compara la condición actual de una batería con una referencia, normalmente su estado nuevo. Compruebe qué describe el porcentaje indicado: capacidad de carga, energía utilizable o una medida relacionada con la potencia. El sistema de gestión de la batería estima el estado interno mediante mediciones y modelos; no mide directamente un único porcentaje universal de salud. La precisión de los sensores, los datos operativos disponibles y el método de estimación influyen en el resultado. Analog Devices: state-of-charge and state-of-health estimation Las mediciones y los cálculos se explican en Battery management system.

Una comparación útil de capacidad registra:

• La magnitud medida y su referencia de batería nueva: Ah, energía bruta o energía utilizable (neta).
• Los límites inicial y final: toda la ventana neta o la ventana mostrada del 100–0%, incluido el tratamiento de la energía disponible por debajo del 0% indicado.
• La temperatura de la batería, la tasa de carga o descarga y el método de ensayo.
• Si el resultado es una estimación del BMS o una medición controlada.

La energía facturada por un cargador incluye pérdidas y consumos auxiliares posteriores a su contador, por lo que no equivale directamente a la energía que luego entrega la batería. Charging loss Del mismo modo, la autonomía estimada en el cuadro combina una estimación de energía con hipótesis de consumo. Un cambio en cualquiera de ellas puede modificar la autonomía indicada sin un cambio equivalente en la capacidad de las celdas. Para un método práctico de estimación y sus límites, consulte Checking battery health.

El manual estadounidense del Tesla Model Y ilustra la diferencia entre una estimación y un ensayo específico. Describe una evaluación basada en el BMS y, en los vehículos equipados, una prueba independiente de hasta 24 horas conectado a AC. La prueba indica la retención de energía respecto al estado nuevo y puede recalibrar la autonomía mostrada. Tesla recomienda usarla solo si hay dudas sobre la retención de energía. Tesla Model Y: high-voltage battery health

El desequilibrio de carga también puede limitar la energía accesible del pack cuando un grupo en serie alcanza un límite antes que los demás. Cell balancing explica cómo corregir diferencias de carga puede recuperar ese acceso y por qué el equilibrado no restaura la capacidad perdida por envejecimiento.

Degradación, fallos y continuidad de uso

La pérdida gradual de capacidad y un fallo del pack requieren evaluaciones distintas. Una batería que conserve mucha energía puede presentar un defecto que impida su funcionamiento. A la inversa, una batería con capacidad reducida puede seguir siendo útil si ofrece la autonomía y la potencia que necesita su propietario. Por eso, su evaluación considera el funcionamiento y los fallos junto con la capacidad y la resistencia. Procedure for Assessing the Suitability of Battery Second Life Applications after EV First Life

Un umbral de capacidad en garantía es un criterio contractual de ensayo, no un punto físico en el que todas las baterías dejan de funcionar. Consulte Battery warranty para las condiciones y requisitos de medición aplicables, y Battery lifecycle para continuidad de uso, reparación, aplicaciones de segunda vida y reciclaje.

En el uso diario, siga las instrucciones de carga y almacenamiento del propio vehículo, incluidas las específicas de su química. Evitar tiempo innecesario con la batería caliente y completamente cargada reduce su exposición a condiciones de envejecimiento. Terminar una carga completa necesaria poco antes de salir reduce esa exposición y mantiene la autonomía requerida para el viaje. Protecting your battery