Extender la vida útil de la batería mediante carga pulsada

Por qué importa para los conductores de a pie

Cargar rápidamente un coche eléctrico es cómodo, pero tiene un coste oculto: la batería puede degradarse más rápido, encareciendo los vehículos y reduciendo su sostenibilidad. Este estudio explora una idea aparentemente simple —cargar las baterías con pulsos rápidos de encendido y apagado en lugar de una corriente continua— para ver si es posible mantener altas velocidades de carga mientras se frena el envejecimiento de la batería. Los resultados sugieren que la carga pulsada podría ayudar a que las baterías de vehículos eléctricos duren mucho más sin necesidad de grandes cambios en el hardware existente.

Carga más suave sin perder tiempo

Las baterías de iones de litio, pilares de los coches eléctricos modernos, pierden capacidad de forma paulatina cada vez que se cargan y descargan. Las pruebas de laboratorio tradicionales suelen aplicar corriente constante, pero los automóviles reales experimentan demandas de potencia que cambian constantemente. Los investigadores se propusieron cerrar esta brecha comparando de forma sistemática la carga de corriente constante estándar con una variedad de patrones de carga pulsada. En todos los casos mantuvieron la potencia media de carga igual, de modo que cualquier diferencia en el envejecimiento proviniera de cómo se entregaba la corriente, no de la cantidad de energía suministrada.

Cómo se realizaron los experimentos de pulsos

El equipo probó celdas comerciales de iones de litio optimizadas para energía, organizadas en dos grupos principales. En un grupo, las baterías se cargaron y descargaron con pulsos en forma de onda cuadrada que alternaban entre cero y una corriente mayor a frecuencias entre 10 y 1000 milihertz (es decir, cada ciclo completo de encendido y apagado duraba desde segundos hasta minutos). En el otro grupo usaron corrientes medias más altas, relevantes para la carga rápida, y variaron tanto la frecuencia de los pulsos como la fracción de tiempo en que la corriente estaba “encendida” (el ciclo de trabajo). Las pruebas de corriente constante a la misma potencia media sirvieron como referencia. A lo largo de cientos de ciclos, los investigadores interrumpieron periódicamente las pruebas de envejecimiento para medir la capacidad, la resistencia interna y huellas sutiles de cómo cambiaba cada electrodo dentro de la celda.

Qué revelaron las baterías con el tiempo

Los resultados fueron llamativos. Bajo carga de corriente constante, la capacidad se redujo rápidamente, con celdas que conservaban solo alrededor del 70 % de su capacidad inicial tras 400 ciclos en algunos casos. Cuando las mismas celdas se cargaron usando patrones pulsados bien elegidos, la pérdida de capacidad se redujo aproximadamente a la mitad. A frecuencias de pulso superiores a unos 100 milihertz, muchas baterías mantenían cerca del 90–97 % de su capacidad después de 400 ciclos. El momento exacto de los pulsos importaba menos que el tiempo que la corriente permanecía activa en cada ciclo: ciclos de trabajo bajos, en los que la batería recibía descansos cortos y frecuentes, condujeron a un envejecimiento claramente más lento que ciclos de trabajo altos, incluso cuando la potencia media era idéntica.

Un vistazo al desgaste oculto de la batería

Para entender por qué los pulsos ayudaban, los investigadores emplearon varias «herramientas de escucha» electroquímicas que interpretan pequeños cambios en el voltaje y la resistencia a medida que la batería cicla. Estos análisis señalaron al electrodo negativo —el lado de grafito que absorbe el litio durante la carga— como el principal punto problemático. Bajo corriente constante o pulsos de muy baja frecuencia, las señales asociadas a películas superficiales y a la acumulación de litio metálico se intensificaron significativamente. Estos cambios aumentan la resistencia y atrapan litio activo de forma permanente, lo que reduce la capacidad utilizable de la celda. En contraste, la carga pulsada a mayor frecuencia mostró aumentos mucho menores en la resistencia superficial y menos divergencia en el comportamiento entre los dos electrodos, consistente con daños más leves y menos deposición de litio.

Implicaciones para los vehículos eléctricos futuros

Desde la perspectiva del conductor, la parte prometedora de este trabajo es que las mejoras no dependen de materiales exóticos ni de cargadores futuristas. Las frecuencias de pulso beneficiosas son lo bastante bajas como para que la electrónica de potencia existente en vehículos y estaciones de carga pudiera, en principio, programarse para suministrarlas. Al remodelar la corriente en ráfagas rápidas con pausas cortas —especialmente con ciclos de trabajo moderados— los fabricantes podrían mantener tiempos de carga similares mientras alargan significativamente la vida útil de la batería. En términos sencillos, este estudio muestra que la forma en que alimentamos una batería puede ser tan importante como la cantidad de energía que le damos, y que un ritmo de carga en staccato podría ayudar a que las baterías de coches eléctricos se mantengan más saludables por más tiempo.

Cita: Frenander, K., Jutsell Nilsson, D. & Thiringer, T. Extending battery lifetime by pulsed charging. npj Clean Energy 2, 4 (2026). https://doi.org/10.1038/s44406-025-00013-5

Palabras clave: baterías de iones de litio, carga por pulsos, vehículos eléctricos, degradación de baterías, carga rápida