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¿Cómo afectan las temperaturas a las baterías de litio?

Las temperaturas afectan de manera notable a las baterías. El frío y el calor extremos alteran el rendimiento, el ciclo de carga y descarga o, incluso, la seguridad de las baterías de herramientas eléctricas como taladros y sierras.

Alarma indicadora de exceso de temperatura en un cargador de baterías de litio

Introducción

El clima continental es aquel que presenta veranos cálidos, con temperaturas medias que superan los 30 ºC durante el mes más calido, e inviernos fríos. Por definición, la temperatura del clima continental en invierno baja de los 0 ºC en el mes más frío. Se da este clima, por ejemplo, en el centro de la península Ibérica.

¿Cómo afecta esta variación térmica a las batería de un taladro eléctrico? ¿Qué efectos tienen el calor extremo y el frío extremo en la recarga o descarga de un acumulador de iones de litio? ¿Cómo se ve comprometida su vida útil?

Si bien ambos extremos de la horquilla térmica afectan a la batería, su química no se ve alterada de igual manera por el frío que por el calor. Tratemos primero este último.

Efectos del calor sobre una batería eléctrica

Reacciones químicas en el interior de la batería causan que una corriente eléctrica circule entre sus polos cuando está cargada. Para recargarla, se invierte la situación. El cargador aplica a los terminales un flujo de electrones que recuperan químicamente la carga de la batería. El calor acelera estas reacciones químicas.

El calor, a priori, tiene un efecto positivo sobre la batería, pues aumenta su capacidad (expresada en Ah: amperios-hora). Las baterías de litio son capaces de almacenar más energía química a altas temperaturas.

Hasta los 45 ºC, la capacidad de la batería aumenta de manera lineal. Bajo el abrasador verano, los electrodos de una batería de iones de litio son capaces de retener hasta un 20 % adicional de carga.

No hay premio por adivinar cuál es el precio a pagar por esos amperios-hora extra. Como es de esperar, repetidos ciclos de carga y descarga ante temperaturas extremas reducen la vida útil de la batería.

La anterior es una de las razones por las que nunca se debe recargar la batería del taladro a pleno sol. La seguridad (riesgo de incendio) es la otra. La vida útil de la batería se degrada de manera notable si durante la recarga se superan los 50 ºC.

Veamos ahora qué sucede seis meses después, con la llegada del frío invierno.

Efectos del frío extremo sobre las baterías

El frío también afecta a la batería pero de manera distinta a como lo hace el calor. Seguridad y rendimiento son los aspectos que se ven comprometidos cuando desciende el mercurio en el termómetro.

El frío aumenta la resistencia interna de la batería; justo al contrario del calor, que reducía su resistencia. De resultas, la capacidad para acumular energía de la batería disminuye. Además, el cargador ahora debe hacer un mayor esfuerzo para recargarla.

Si bien el frío no afecta por igual a todas las baterías, por lo general reduce su rendimiento. En el caso de las baterías de litio, su rendimiento baja aproximadamente un 20 por ciento por debajo de los -5 ºC. Este fenómeno también lo sufren las baterías de plomo-ácido: es la causa de que el coche arranque peor en invierno.

Para concluir, ¿cuál es la temperatura óptima para recargar las baterías de litio de las herramientas eléctricas? He aquí la recomendación de la mayor parte de los fabricantes de máquinas con acumuladores de celdas recargables de iones de litio: entre 5 ºC y 40 ºC.

Temperatura recomendada de recarga de baterías de iones de litio
Advertencia de seguridad referente a la temperatura admisible de uso en un recargador de baterías de litio para herramientas eléctricas: entre 4 ºC y 40 ºC.

Referencias y lectura adicional

Para más información:

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