Un estudio revolucionario que desmiente los mitos sobre el envejecimiento de las baterías: Las baterías de los vehículos eléctricos están realmente diseñadas para durar

La adopción de los vehículos eléctricos está creciendo a nivel mundial, con casi uno de cada cinco autos vendidos en 2023 siendo eléctricos. Mientras los vehículos eléctricos siguen batiendo nuevos récords, existen preocupaciones entre la gente respecto a la vida de sus baterías. 

La tecnología de baterías es central para la revolución de los vehículos eléctricos, ya que alimenta estos vehículos y determina su velocidad de carga, autonomía y rendimiento general. Los vehículos eléctricos suelen usar baterías recargables de iones de litio, que tienen alta densidad energética y, como tal, producen más potencia para su tamaño.

Sin embargo, la longevidad de la batería sigue siendo una preocupación clave de los consumidores, además de la ansiedad por la autonomía y el tiempo y la infraestructura de carga, respecto a esta tecnología que influye en sus percepciones. Con las percepciones de los consumidores sobre la tecnología desempeñando un papel clave en impulsar la adopción de los vehículos eléctricos, es importante entender sus preocupaciones y expectativas. 

El hecho es que las redes sociales y los artículos de noticias contribuyen a moldear la percepción de una alta pérdida de valor residual de los vehículos eléctricos debido al envejecimiento de la batería. 

Con los vehículos eléctricos usados siendo descritos por los medios como ”acostados en los estantes como plomo”, alegando que el rápido envejecimiento de la batería reduce significativamente su autonomía, esto ha llevado a muchos consumidores a ver los vehículos eléctricos usados como inutilizables. 

Así que un nuevo estudio asumió la tarea de examinar si las preocupaciones sobre el envejecimiento prematuro están realmente justificadas. Además, para ayudar a aliviar esas preocupaciones, se analizaron más de 7.000 vehículos para ofrecer profundos conocimientos sobre la vida de la batería y el valor residual del vehículo. 

Realizado por AVILOO, líder global en diagnóstico de baterías para autos eléctricos y vehículos híbridos enchufables, el estudio muestra que las baterías de los vehículos eléctricos mantienen una larga vida útil incluso cuando se usan intensivamente. 

Aunque la vida útil de las baterías varía según el fabricante y la edad, se puede esperar que rivalicen e incluso superen la longevidad de los componentes del tren motriz en vehículos de motor de combustión interna (ICE). 

El estudio encontró que la mayoría de las baterías conservan más del 80 % de su capacidad original y, por lo tanto, son utilizables mucho más allá del período de garantía habitual. Los avances tecnológicos están realmente ayudando a aumentar el rendimiento y la durabilidad de las baterías, lo que además puede ser optimizado por el usuario. 

¿Qué determina realmente la longevidad de una batería?

Al investigar qué determina cuánto dura la salud de una batería, el estudio encontró que es su capacidad residual la que decide.

Al igual que con el tiempo, las cosas se desgastan y pierden su potencial, lo mismo ocurre con las baterías. La capacidad y eficiencia de una batería se reducen naturalmente con el tiempo. Este proceso se conoce como envejecimiento por calendario, que está relacionado con el tiempo, y envejecimiento cíclico, que está relacionado con el uso.

El envejecimiento por calendario es el resultado de que las estructuras químicas dentro de las celdas de la batería cambien con el tiempo, incluso si no se usa activamente. Mientras tanto, el envejecimiento cíclico ocurre debido al estrés de los ciclos repetidos de carga y descarga. 

Juntos, estos dos procesos degradan el estado de salud de la batería (SoH), afectando negativamente tanto su capacidad de almacenamiento de energía como su rendimiento general. 

El SoH aquí es una cifra clave que refleja el grado de envejecimiento de la batería, pero no existe una definición estandarizada, ya que los fabricantes utilizan diferentes métodos de cálculo y siguen diferentes objetivos. El estudio, sin embargo, lo utilizó simplemente para referirse exclusivamente a la capacidad de la batería.

Ahora, ¿qué tan severo es el envejecimiento de la batería en condiciones reales? Para encontrar la respuesta a esta pregunta, el estudio primero utilizó 50 vehículos de la flota de vehículos eléctricos P3 para investigar el envejecimiento de la batería considerando los comportamientos de conducción y carga de los propietarios para capturar las variaciones entre el uso y los fabricantes.

Luego, Aviloo utilizó datos de más de 7.000 vehículos con hasta 300.000 kilómetros de recorrido para un análisis cuantitativo detallado del envejecimiento de la batería en relación con el kilometraje.

A diferencia de otros estudios, que utilizaron datos académicos y de laboratorio, este estudio utilizó datos reales de vehículos que le permitieron tener en cuenta influencias externas. Aviloo, que realiza diagnósticos de baterías, ha llevado a cabo más de 60.000 pruebas de capacidad. 

En estas pruebas, el usuario conecta la AVILOO Box a la interfaz OBD del vehículo y lo conduce hasta que la batería pasa del 100 % al 10 %. Durante este tiempo, la Box sigue recopilando datos y transmitiéndolos a los servidores de la empresa en tiempo real, los cuales luego validan y analizan los datos. Esto les permite proporcionar el SoH de la batería, que se calcula comparando la energía extraíble actual con la energía disponible cuando la batería es nueva.

El envejecimiento de la batería ocurre a un ritmo mucho más lento de lo imaginado 

En lo que respecta a la electrónica, los consumidores siempre están preocupados por sus baterías. ¿Cuánto duran los dispositivos con una carga? ¿Deben cargarse todo el día? Hay muchas preguntas, y lo mismo ocurre con los vehículos eléctricos, que son costosos, más que sus contrapartes de ICE.

Así que tiene sentido que haya serias preocupaciones entre la gente sobre la degradación de la batería en los vehículos eléctricos también. 

Sin embargo, estas preocupaciones son en gran parte infundadas, ya que el estudio reveló que la degradación de la capacidad de la batería es mucho más lenta de lo que se había asumido. 

Esta degradación ocurre principalmente en las etapas iniciales. Así, en los primeros 30.000 kilómetros, la degradación de la capacidad se acelera solo para estabilizarse y luego progresar casi linealmente. La observación de los datos de campo confirma que la degradación de la batería en las fases de uso posteriores es sustancialmente menor que en la fase inicial. 

En cuanto a lo que causa la pérdida inicial de capacidad, es la capa SEI (interfase electrolito sólido), que se forma en el ánodo durante los primeros ciclos de carga y descarga. Cuando esta capa comienza a formarse, el litio se convierte en productos de degradación, lo que reduce la cantidad disponible para el almacenamiento de energía. Una vez que esta capa se estabiliza, la pérdida de capacidad también se desacelera significativamente. 

Según los datos, la mayoría de las baterías tenían un SoH superior al 80 % incluso después de más de 200.000 km. 

Los datos de la flota P3, que se basan en vehículos de 3‑5 años de uso intensivo, mostraron que casi todos tenían un SOH superior al 90 %. Este “rendimiento excelente” se mantiene a pesar de que estos vehículos están sometidos a un uso intenso de diversas maneras y provienen de diferentes fabricantes.

En general, “los datos de campo indican que, bajo condiciones reales, los vehículos (especialmente los de alto kilometraje) conservan su capacidad real durante un período más prolongado”, afirmó el estudio.

Cómo los usuarios pueden aumentar la vida de su batería

Aunque es bueno saber que nuestras baterías de VE son realmente duraderas, ¿existe una forma de mejorarlas? Después de todo, todos queremos saber si hay algo que podamos hacer para mejorar la vida útil de las baterías de nuestros dispositivos electrónicos. Y en el caso de los autos eléctricos, ciertamente podemos hacerlo.

Este estudio de Aviloo ofrece varios consejos sobre cómo los propietarios de vehículos eléctricos pueden extender la vida de su batería. Una de las formas de lograrlo es abordando los factores que causan el envejecimiento por calendario, también conocido como degradación por tiempo. Esto implica estacionar el vehículo en entornos de temperatura moderada a baja porque las temperaturas excesivas impulsan reacciones químicas que aceleran la degradación de la capacidad.

Cuando tenga que dejar su VE inactivo durante períodos prolongados, nuevamente se recomienda estacionarlo con un estado de carga bajo a moderado, entre el 10 % y el 50 %. Esto se debe a que el estado de carga (SoC) también afecta los procesos químicos en la batería. Los voltajes altos tienden a acelerar el envejecimiento de la batería de su vehículo, especialmente durante períodos extensos de inactividad. 

Ahora, abordaremos los factores que afectan el envejecimiento cíclico, es decir, el uso del vehículo. Para ello, el estudio propone un escenario ideal para cargar y descargar, que es mantener una temperatura dentro de un rango moderado de 20–50 °C. No mantenga la temperatura demasiado alta o demasiado baja cuando el vehículo esté en uso porque ambas condiciones aceleran los mecanismos de envejecimiento, como el aumento del plating de litio, la formación de SEI y la descomposición de la estructura química.

Otra forma de mejorar la vida de la batería es no recurrir a la carga rápida frecuente. Ocasionalmente está bien, y no tiene un efecto serio en el envejecimiento, pero la carga rápida repetida lo afecta negativamente. 

Cambiar su comportamiento de carga es otra recomendación. Así que, en lugar de conducir su VE completamente vacío y luego recargarlo al 100 %, lo que aumenta la carga dentro de sus baterías y la envejece, lo que debería hacer es mantener la profundidad de descarga baja entre el 20 % y el 80 %. 

También puede querer hacer algunos cambios en su comportamiento de conducción; aquí, evite realizar viajes largos a altas velocidades y aceleraciones fuertes, ya que eso provoca corrientes altas que aumentan la temperatura y ponen más tensión en la batería. Por lo tanto, adopte un comportamiento de conducción moderado para ralentizar el envejecimiento de la batería de su coche eléctrico.

¿Qué pasa con la garantía de los fabricantes de vehículos eléctricos?

El estudio de Aviloo, que cubre el 95 % de todas las marcas de VE disponibles, también analizó qué tan bien funciona la garantía de los fabricantes de autos eléctricos. Los hallazgos indican que en realidad están haciendo un buen trabajo.

Los continuos avances tecnológicos y la creciente experiencia de los productores han permitido a los fabricantes ofrecer garantías cada vez más robustas, que aseguran una capacidad residual de al menos el 70 % hasta cierta edad o kilometraje, lo que sea que se alcance primero. Por debajo de este umbral, la garantía cubre medidas de reparación para restaurar la capacidad al nivel garantizado.

Para los sistemas de baterías de VE, la garantía estándar actual es de 8 años o 160.000 km, lo que duplica la garantía que los consumidores reciben para todo el vehículo y otros componentes. Algunos fabricantes, como Lexus, incluso han comenzado a ofrecer garantías extendidas.

Los datos de Aviloo revelaron que los fabricantes están ofreciendo condiciones de garantía cada vez más extensas porque el SoH rara vez cae por debajo del 70 % durante el período de garantía.

El estudio también examinó las diferentes fases del ciclo de vida de la batería en términos de la garantía. La primera es Fin de Garantía (EoW), que ocurre cuando la garantía termina debido al tiempo transcurrido o al kilometraje alcanzado. El análisis muestra que las baterías pueden seguir siendo usadas más allá de esto. 

La segunda es Fin de Primera Vida (EoFL), que ocurre mucho antes de que la batería alcance un 70 % de SoH y puede ser usada en una aplicación de segunda vida. La tercera fase es Fin de Segunda Vida (EoSL), que se alcanza cuando la batería ya no es adecuada para un uso posterior y debe ser reciclada.

Por fin, ¿cuánto vale su batería después de todo el uso? 

Ahora, ¿qué pasa con el valor residual de las baterías? ¿Existe alguno? El valor residual, que es el valor estimado del vehículo después de haber sido usado durante un período determinado, se encuentra en realidad alto.

El valor residual de la batería depende principalmente de dos factores: el precio actual de mercado de los VE y el precio de las baterías nuevas, y la condición de la batería usada también juega un papel clave. 

La pérdida de valor durante el período de garantía depende principalmente del envejecimiento de la batería y la capacidad restante, pero una vez que expira, se espera una mayor pérdida de valor, según el estudio. Por lo tanto, la pérdida de valor residual, como señaló el estudio, es esperable en cada fase del ciclo de vida de la batería. 

Sin embargo, al final de la primera vida, la batería aún puede tener un valor significativo mediante un segundo uso, dependiendo del costo de las baterías nuevas. No obstante, una vez que se alcanza el EoFL, la batería se prueba para determinar su idoneidad para una aplicación de segunda vida. 

Incluso si una batería está gravemente envejecida, eso no significa una pérdida económica total después de la primera o segunda vida, señaló Aviloo. Esto se debe a que materiales como litio, níquel y cobre siguen estando presentes. Estos metales valiosos, así como otros materiales, pueden recuperarse durante el reciclaje. También pueden ser utilizados en nuevas baterías y seguir proporcionando un beneficio económico. 

Así que, el valor de la batería usada puede mejorarse mediante su reprocesamiento hasta que la batería alcance un valor mínimo que una empresa de reciclaje pagará, sin importar su estado de salud.

Empresas líderes en el sector de los vehículos eléctricos

A medida que los VE ganan tracción, los fabricantes de automóviles de todo el mundo han estado cambiando su enfoque hacia los vehículos eléctricos. Esto incluye General Motors (GM ), Lucid Group (LCID ), BMW, Ford (F ), Volkswagen, Volvo, y Rivian Automobile (RIVN ), que están ayudando a impulsar este cambio respetuoso con el medio ambiente. Mientras tanto, CATL, LG Energy Solution, Panasonic, QuantumScape (QS ), y Samsung SDI están muy involucrados en la fabricación de baterías para VE. Ahora, veremos los nombres más prominentes en estos sectores: 

#1. Tesla (TSLA )

Un fabricante líder de VE, el Tesla de Elon Musk, también es conocido por su tecnología de baterías y sistemas de gestión. Con una capitalización de mercado de $1.069 billones, las acciones de TSLA cotizan actualmente a $334.40, con un aumento del 33.97 % este año. Tiene un EPS (TTM) de 3.65 y un P/E (TTM) de 91.27.

La próxima administración de EE. UU realmente pinta un panorama alcista para las acciones de Tesla, ya que Musk ha sido una figura central en impulsar el regreso del presidente electo Donald Trump a la Casa Blanca. El magnate tecnológico fue recientemente seleccionado por Trump, junto con el ex candidato presidencial republicano Vivek Ramaswamy, para liderar el recién creado Departamento de Eficiencia Gubernamental (DOGE).

En cuanto a sus finanzas, el fabricante estadounidense reportó una utilidad neta de $2.18 mil millones en el tercer trimestre de 2024, un aumento del 16.2 % respecto al año anterior, superando la utilidad de su contraparte china BYD, que aumentó un 11.5 % en el mismo período a 11.6 mil millones de yuanes ($1.6 mil millones). Sin embargo, los márgenes de beneficio de Tesla se vieron reforzados por los ingresos de créditos regulatorios automotrices, alcanzando $739 millones durante el trimestre. Las ventas acumuladas del año hasta la fecha de Tesla fueron $71.98 mil millones. En el trimestre, Tesla reportó 462,890 entregas de vehículos, y para el próximo año, la empresa tiene como objetivo lanzar modelos más asequibles.

2. BYD (BYDDY: OTCPK)

BYD es una importante empresa china que produce VE y baterías de iones de litio para sus propios vehículos y otros vehículos. Con una capitalización de mercado de $111.79 mil millones, las acciones de BYD cotizan actualmente a $66.68, con un aumento del 20.64 % este año. El rendimiento de dividendos pagado por la empresa es del 1.31 %.

Para el tercer trimestre de 2024, reportó ingresos de $28.24 mil millones, un aumento del 24 % respecto al año anterior, superando los $25.18 mil millones de ingresos de Tesla reportados para el mismo período. Las ventas acumuladas del año de BYD fueron $70.53 mil millones. Los sólidos números de la compañía llegaron a pesar de la tendencia a la baja de los VE en China. De hecho, el gigante de los VE vendió un récord de autos (370,854) en agosto. Curiosamente, la mitad de las ventas de BYD son autos híbridos, que están creciendo más rápido que los autos solo de batería.

Sin embargo, la compañía enfrenta vientos en contra en forma de posibles aumentos de aranceles por parte de la UE, Canadá e incluso EE. UU. Mientras tanto, los últimos informes sugieren que BYD se está preparando para una intensa guerra de precios y ha pedido a los proveedores aplicar recortes del 10 % en los precios el próximo año. Esto ocurre mientras la compañía espera superar los 4.2 millones de vehículos de nueva energía (NEV) en ventas este año, impulsados por una cadena de suministro de bajo costo, innovaciones tecnológicas y ventajas de escala.

Conclusión

La electromovilidad desempeña un papel vital en la lucha contra el cambio climático al reducir significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero. Sin embargo, esta transición también presenta varios desafíos, como los altos costos de producción y la percepción del consumidor. Lo que puede ayudar a acelerar su adopción es educar a los consumidores sobre la electromovilidad y la vida de las baterías, ya que la desinformación puede amplificar temores infundados, reduciendo la aceptación social y, a su vez, obstaculizando el crecimiento del mercado de los VE. Proporcionar datos precisos y transparentes, como lo hizo este estudio, puede ayudar a crear una comprensión realista, empoderar a los consumidores para que tomen decisiones de compra informadas y generar confianza del consumidor en los VE.

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