Nivel de estrés: ¿qué duele? [El ciclo de batería n.º 7 | Lanzamiento en 2026]

Hace cinco años, con las perspectivas de Claudius Jehle, CEO de volytica diagnostics GmbH, lanzamos la serie de artículos “The Battery Cycle”, con el objetivo de iluminar las complejidades de las baterías de litio-ion.

Dicha serie ofreció una gran cantidad de información valiosa para todos aquellos involucrados en la movilidad eléctrica.

Ahora, cinco años después, volvemos a esos mismos temas, nuevamente gracias a la colaboración con Claudius Jehle, enriquecidos con datos del mundo real y lecciones aprendidas.

Toda la serie de artículos, actualizada recientemente, también se publicará en una sección especial monográfica que acompañará las ediciones de Sustainable Bus (y sus plataformas hermanas Sustainable Truck & Van y Powertrain International) a lo largo de 2026.

Agradecemos sus preguntas, comentarios y contribuciones en info@sustainable-bus.com.

Bienvenido a un nuevo artículo de Battery Cycle: una serie de artículos dedicados a desmitificar este tema tan complejo utilizando un lenguaje sencillo, pero al mismo tiempo técnica y precisa. Nuestro artículo anterior explicó el concepto de Estado de Salud (State of Health, o SOH) y por qué se debe utilizar con mucha precaución. Dado que la serie está estructurada de forma consecutiva, recomendamos encarecidamente que consulte todos los artículos anteriores (también sobre las diferencias entre NMC, LFP, LTO, SOC, carga y equilibrio).

El artículo anterior se centró en uno de los efectos más notorios de la degradación: la disminución de la capacidad. Todo en este sector gira en torno a ese aspecto; pero lo que no abordamos fue: ¿qué es lo que realmente daña la batería? ¿Qué factores influyen en la velocidad de degradación y qué medidas se pueden tomar para reducir el avance de esta disminución?

¿Qué son la “capacidad” y el SOH?

Tal como aprendimos en el artículo anterior, la capacidad que se “experimenta” en las operaciones diarias suele denominarse capacidad “operativa” o “neta” de una batería, y es puesta a disposición de forma programática por el software BMS. Por lo tanto, no es “en sí misma” proporcional de forma automática a la capacidad electroquímica teórica y técnicamente disponible de un sistema de baterías. La primera incluso puede mantenerse constante durante años (filosofía “Consumir el buffer”: véase el artículo anterior), mientras que la segunda, la capacidad técnica, sí se degrada, aunque el usuario no lo sepa.

El hecho de que el BMS pueda o no liberar todo el potencial de una batería —¡hay buenas razones para no hacerlo!— nunca debe llevar a que el propietario u operador deje de tratar y operar la batería de manera subóptima y bajo alto estrés.

Entonces, ¿cuáles son los factores que influyen directamente en la degradación y, por lo tanto, al menos indirectamente también en la capacidad y el rendimiento disponibles en la vida cotidiana?

La respuesta breve es: solo existen unas pocas reglas universales. En general, cada tipo de celda de batería tiene su propia susceptibilidad al uso y a las influencias externas. Algunos tipos de celdas están diseñados para soportar bajas temperaturas, otros corrientes altas, etc., y como suele ocurrir en la vida, no existe algo gratis. Una optimización en un aspecto conlleva un costo en otro ámbito; hablaremos más de esto más adelante.

Envejecimiento por el calendario vs. envejecimiento por ciclos

En primer lugar, introducamos los conceptos de envejecimiento calendárico y envejecimiento cíclico. Mientras no se utiliza la batería, es decir, cuando no fluye corriente hacia adentro ni hacia afuera, esta se degrada únicamente por envejecimiento calendárico. Tan pronto como comienza a fluir corriente, este proceso se ve influenciado también por el envejecimiento cíclico. Ambos modos provocan una disminución de la capacidad (y un aumento de la resistencia) debido a que los iones quedan atrapados en reacciones secundarias, lo cual ocurre de forma irreversible; obviamente, estas reacciones están influenciadas por diferentes factores. Por eso, denominamos a estos factores factores influyentes. Típicamente, los iones reaccionan de forma irreversible con otros materiales presentes en la celda (como el electrolito), formando residuos pasivos*. También existen otros tipos de residuos que pueden volverse peligrosos.

Los factores influyentes son bastante universales; solo su impacto individual varía significativamente:

• Temperatura: es decir, la temperatura de la celda y no la temperatura del entorno**

SoC: durante los períodos de inactividad (envejecimiento por tiempo), el envejecimiento depende del SoC al que se almacena la batería. Durante el funcionamiento (envejecimiento cíclico), el envejecimiento depende del rango de SoC, es decir, del intervalo de carga entre los límites superior e inferior de los ciclos.

Corriente (solo durante el envejecimiento cíclico): la corriente de carga y descarga

A menudo, las tensiones mecánicas como la vibración y la presión se incluyen (correctamente) en esta lista; por el momento las ignoraremos.

Temperatura y vida útil de la batería

¿Cómo influyen estos factores en la tasa de disminución de la capacidad? Depende de la susceptibilidad de la química de la celda, y esta dependencia suele ser altamente no lineal. La mayoría de las químicas celulares se benefician al almacenarse a bajas temperaturas, lo que ralentiza el envejecimiento por tiempo (reduciendo la probabilidad de reacciones secundarias).

No obstante, las celdas NMC en particular sufren gravemente al cargarse a bajas temperaturas (

Recubrimiento de litio, descontrol térmico…

Las baterías de litio-ion pueden considerarse seguras. La “autoignición”, si es que ocurre, solo puede suponerse cuando los defectos microscópicos internos alcanzan niveles críticos. En términos sencillos, los iones de litio se desplazan de un polo a otro dentro de la celda, mientras que los electrones recorren ese camino a través del circuito eléctrico del vehículo. En condiciones normales, los iones migran hacia el electrodo opuesto para reunirse con los electrones que ya han recorrido ese camino. Sin embargo, si hace frío, la corriente es alta (carga rápida) y/o ese electrodo ya está completamente cargado, esta migración se vuelve tan complicada como intentar abordar un avión ya lleno con otras tres docenas de pasajeros temblando. Por lo tanto, en tales condiciones, electroquímicamente suele ser más favorable que se formen depósitos metálicos en el electrodo: la recubrimiento de litio, la “forma negativa” de residuos.

Consejos prácticos: 1) Planifique el equilibrio pasivo. Después de cargar al 100 %, siga las recomendaciones del fabricante respecto al tiempo en reposo para permitir que el BMS equilibre las celdas de manera efectiva. 2) Solicite datos de diagnóstico detallados de la batería. Pida información sobre la distribución del SoC, las tensiones de las celdas y las métricas de desviación, idealmente a nivel de celda o al menos por módulo o cadena. 3) Específíquelo en las licitaciones. Exija una estrategia de equilibrio definida, un límite máximo para el desequilibrio de las celdas y acceso a largo plazo a los datos brutos de la batería.

La repetición continua de este proceso acumula dichos defectos, hasta el punto de que pueden penetrar en los filamentos y causar cortocircuitos internos (dendritas). Estos, a su vez, pueden generar calor, lo cual es fundamental para acelerar los procesos químicos, lo que conlleva la producción aún mayor de calor y gases: un proceso autónomo conocido como “escape térmico”. Tal situación se vuelve explosiva en menos de cinco minutos, liberando violentamente gases en forma de nubes blancas y espesas impregnadas de electrolito.

Nota: las condiciones que facilitan el recubrimiento solo se controlan parcialmente por el sistema de gestión de baterías del vehículo. Es responsabilidad del operador monitorear y cuidar sus baterías, al igual que el almacenamiento cuidadoso, la manipulación adecuada y el monitoreo sensato de los líquidos inflamables son prácticas óptimas indiscutibles.

La función del SoC

Aunque la tasa C (corriente) y la temperatura suelen generar una interacción compleja, y la susceptibilidad a la temperatura a menudo difiere entre envejecimiento calendario y cíclico, las verdaderas sorpresas nos las trae el SoC.

El SoC puede tener un impacto significativo en la vida útil de la batería, tanto el SoC en estado inactivo durante el estacionamiento (envejecimiento por tiempo) como el rango de operación del SoC en el que se utiliza un dispositivo (envejecimiento cíclico). Aunque nuevamente solo se trata de uno de cientos de ejemplos, resulta muy revelador el potencial oculto en este factor: en la figura siguiente se muestra la evolución de la degradación de dos casos de uso casi idénticos con celdas NMC de alta calidad. Ambos utilizan aproximadamente el 50 % de la batería (lo cual no es inusual); el primero (en verde) lo hace en la mitad superior (100>50>100>… %, es decir, devuelve la batería a la mitad de su capacidad al depósito), mientras que el segundo (en púrpura) tiene un comportamiento más extremo: parte del 50 % de capacidad y vuelve prácticamente vacío (50>0 %). El impacto en la degradación es increíble: la segunda batería durará 2-3 veces más que la primera, lo que reduce el costo total de propiedad en más del 50 %.

¡Gana quien se atreve! ¿De verdad? En lo que respecta a estas sensibilidades, las generalizaciones son muy peligrosas. Puede haber una gran cantidad de celdas que reaccionan de manera completamente diferente; una regla práctica frecuentemente citada es que, al evitar las regiones de SoC alto (>90%) y bajo (25>75>…) incluso presenta una degradación ligeramente más rápida que la del caso azul.

Sobre el nivel de estrés de la batería

Eso suena complejo, confuso y casi imposible de manejar. Y sí, ni siquiera un experto capacitado puede evaluar cuán estresante es un determinado perfil de uso, incluso analizándolo manualmente, es decir, evaluando el perfil de tasa C, la evolución de la temperatura y los rangos del SoC para compararlos con la matriz multidimensional de susceptibilidad del tipo de batería*****.

Para reducir la complejidad existe el concepto de “nivel de estrés”, un número sencillo que indica al observador si un caso de uso determinado es más o menos estresante que un caso de referencia nominal (como las condiciones de diseño y garantía predeterminadas, como “fin de vida útil después de 8 años”); un nivel de estrés de 1.0 significa que un caso determinado es aproximadamente tan estresante como lo planeado, mientras que un nivel de estrés de 2.0 indica que la batería, bajo los factores de influencia dadas, probablemente se esté degradando aproximadamente dos veces más rápido de lo previsto.

Existen herramientas que pueden analizar automáticamente el nivel de estrés en una plataforma de monitoreo. Estas herramientas son útiles para evaluar riesgos y potencialidades, así como para adaptar los casos de uso.

El papel del BMS

Hace años que se debate si es tarea de la electrónica de la batería (BMS) controlar los factores que influyen y mantenerlos bajo control. Sí, lo es. Esto evitará un uso perjudicial que pueda generar amenazas inminentes para la seguridad (‘estrés muy alto’). Pero, salvo en casos muy raros, no está diseñado ni destinado a dar recomendaciones sobre el nivel de estrés ‘más óptimo’.

En otras palabras: evitará que bebas dos botellas de vino tinto, pero no te recomendará beber una taza de té de jengibre en su lugar.

Curiosamente, la tendencia global es hacia densidades de energía cada vez mayores (mayor alcance), lo cual a menudo se paga caro al sacrificar la vida útil. Sí, la estabilidad promedio está disminuyendo. Esto es especialmente cierto para las celdas automotrices de vehículos de pasajeros, pero podría afectar también, tarde o temprano, a los vehículos pesados. En cualquier caso, la alta y profunda susceptibilidad de todos los tipos de celdas de iones de litio a los factores que las influyen debería alertarnos a todos y aumentar la conciencia sobre el enorme potencial de optimización que podría estar latente en tantos casos de uso.

En resumen

1. Cada subtipo de celdas de iones de litio tiene su propia susceptibilidad única y, a menudo compleja, ante los factores externos que las influyen; además, es necesario distinguir entre el envejecimiento por tiempo de inactividad (estacionamiento) y el envejecimiento cíclico (uso).

Ambos situaciones provocan que diferentes formas de iones Li se vuelvan inactivas, lo que siempre conlleva una disminución más o menos marcada de la capacidad (y un aumento de la resistencia), y a veces incluso genera la formación de residuos peligrosos (chapado de Li).

Por lo tanto, las diferentes condiciones de uso generan distintos niveles de estrés (o evoluciones de degradación), y contar únicamente los ciclos o la edad nunca permite una evaluación adecuada de la degradación.

En otras palabras: aún es necesario verificar regularmente e independientemente la capacidad y el SoH.

Esto también exige una mayor conciencia tanto de los peligros (posible aparición de problemas de seguridad, véase el artículo incluido y los siguientes) como de las posibles influencias de diferentes factores en la tasa de degradación, por ejemplo, mediante el monitoreo del nivel de estrés de la batería.

Algunas adaptaciones menores en los perfiles de uso pueden reducir significativamente la carga sobre la batería y ayudar a prolongar su vida útil entre un 10 % y un 50 %; en algunos casos extremos, incluso hasta en dos veces o más.

* A menudo se le denomina “interfaz de electrolito sólido” (SEI), ya que este residuo forma una interfaz entre los electrodos sólidos y el electrolito.

** Por supuesto, la temperatura de la celda nunca es completamente independiente de la temperatura ambiente. Especialmente en sistemas de baterías sin control de temperatura (sin calefacción/enfriamiento activo), la temperatura de la celda se ve influenciada directamente por el entorno. Incluso si el sistema está bajo control activo, la temperatura de la celda se acercará a la temperatura ambiente después de períodos prolongados de inactividad.

*** La ‘tasa C’ es la corriente normalizada; en lugar de hablar de 20A, que puede ser mucho para una batería pequeña (por ejemplo, de 2Ah), pero insignificante para una batería grande de 1000 Ah, a menudo se divide la corriente entre la capacidad nominal: 10C en el primer caso y 0,02C en el segundo. Por lo tanto, 1C significa: vaciarse en 1 hora.

**** Carga y descarga a 1C, rango completo de SoC (0 – 100% – 0%), temperatura variable

***** Esta matriz de susceptibilidad a menudo se denomina mapa de estrés. Y con frecuencia es desconocida, al menos en parte, tanto para el fabricante de la batería como para el del sistema, debido a su enorme alcance y complejidad. Dado que permite esos grandes potenciales de optimización, también suele ser un secreto bien guardado.

El artículo “Nivel de estrés: ¿qué daña? [The Battery Cycle #7 | Lanzamiento 2026]” apareció primero en Sustainable Bus.