LA BATERÍA DE IÓN-LITIO Y LAS HELADAS

A las pilas de ión-litio, como a todas las demás pilas recargables, no les gustan las heladas. Las bajas temperaturas aumentan la resistencia interna de la batería y reducen su capacidad. Las baterías de iones de litio funcionan a temperaturas bajo cero, incluso a -20 °C, pero su capacidad útil es menor (aunque no drásticamente) y se destruyen (envejecen) con ese uso. El uso prolongado a temperaturas bajo cero dañará irreversiblemente la batería y la capacidad disponible será menor.

¿CUÁL ES EL LÍMITE DE TEMPERATURA?

En todas nuestras baterías selladas (=no abribles) encontrará celdas de iones de litio Samsung INR18650-35E. El fabricante especifica un rango de temperatura de 10°C a 60°C(temperatura de funcionamiento - descarga) en el que las baterías pueden utilizarse (descargarse) y en el que su funcionalidad está garantizada. Panasonic, otro gran fabricante de estupendas baterías 18650, especifica un rango de descarga de hasta -20°C. En mi opinión Samsung sólo es más estricto (más cuidadoso) en la especificación, ambas baterías funcionan incluso a -20°C. Apoyaré mi afirmación con un enlace a una prueba de baterías en https://lygte-info.dk/, donde un probador danés descargó una batería Samsung INR18650-36G (3350mAh) muy similar en el congelador a -21°C y dio una capacidad muy sólida. Además, la funcionalidad está confirmada a -20°C por un documento pdf de la NASA llamado Performance and Safety of COTS 18650 Li-ion cells from Various Manufacturers que examina en detalle la célula Panasonic NCR18650A (3100mAh). Puede hacer la prueba usted mismo en el congelador, donde suele estar a -18°C.

Estudios recientes indican incluso que las Li-ion son utilizables a -40°C, suponiendo corrientes de descarga muy bajas.

REDUCCIÓN DE LA CAPACIDAD A TEMPERATURAS DE CONGELACIÓN

¿Cuánto se reduce la capacidad de la batería a temperaturas bajo cero? No es nada fácil responder a esta pregunta, ya que la capacidad también depende de la corriente de descarga. Y los gráficos también muestran que si la corriente de descarga es extremadamente alta (por ejemplo, 4 A), la batería se calentará gradualmente hasta alcanzar la temperatura normal y la mantendrá.

Panasonic NCR18650GA - cuando se descarga a 4A a 0°C la batería tiene 3080mAh, un 92,6% de capacidad comparado con 25°C. [5]

Panasonic NCR18650GA - cuando se descarga a 4A a -10°C la batería tiene 2920mAh, un 88% de capacidad en comparación con 25°C [5] .

Panasonic NCR18650B - cuando se descarga a 3,3A a 0°C, la batería tiene 2950mAh, un 90% de capacidad en comparación con 25°C. [4]

Panasonic NCR18650B - cuando se descarga a 3,3A a -10°C, la batería tiene 2800mAh, un 85% de capacidad en comparación con 25°C. [4]

Panasonic NCR18650B - cuando se descarga a 3,3 A a -20 °C, la batería tiene 2190 mAh, un 67 % de capacidad en comparación con 25 °C. [4]

Panasonic NCR18650A: cuando se descarga a 0,62 A a 0 °C, la batería tiene 2550 mAh, un 86 % de capacidad en comparación con 25 °C. [2]

Panasonic NCR18650A - cuando se descarga a 0,62 A a -10 °C, la batería tiene 2400 mAh, un 80,5% de capacidad en comparación con 25 °C. [2]

Panasonic NCR18650A - cuando se descarga a 0,62A a -20°C, la batería tiene 1400mAh, un 47% de capacidad en comparación con 25°C. [2]

Panasonic INR18650-35E - cuando se descarga a 3,4A a -10°C, la batería tiene un 40% de capacidad en comparación con 25°C. [3]

¿SE AGOTA LA BATERÍA AL USARLA CON TEMPERATURAS BAJO CERO?

Sí, el uso de una batería de iones de litio por debajo de 0°C la destruirá irreversiblemente (envejecimiento de la batería). Cuanto más baja sea la temperatura, más envejecerá la batería. Si la corriente de descarga es baja (por ejemplo, C/10 = 0,34A) el daño no es grande. Si la corriente de descarga es alta, el daño ya es importante. Sin embargo, también hay estudios que indican que las corrientes de descarga más altas no causan necesariamente más daños que las corrientes de descarga bajas, porque la batería puede calentarse gradualmente hasta alcanzar una temperatura más con un flujo de corriente alto. En cualquier caso, sea cual sea la verdad, la batería se daña por el uso a temperaturas bajo cero.

Mucho más daño causa la carga de las pilas a temperaturas bajo cero, que provoca la formación de capas en la superficie de los electrodos que reducen la capacidad disponible.

¿CÓMO PROTEGER LAS BATERÍAS DE LA CONGELACIÓN?

Siempre debe evaluar usted mismo las condiciones. No es necesario ocultar la batería para recorridos cortos (30 minutos), ya que es poco probable que se enfríe en tan poco tiempo. Para actividades más largas en condiciones de frío e incluso viento (la temperatura sensible es aún más baja), es necesario ocultar la batería bajo la capa exterior de ropa o aislarla del frío de alguna manera, por ejemplo, utilizando nuestro bolsillo softshell.

Si te encuentras en una situación grave y necesitas luz, entonces por supuesto olvídate de las pilas y salva tu vida, un uso en tiempo gélido no destruirá ni dañará notablemente la pila. Sólo un uso prolongado la dañará.

FUENTES

[1] Battery University - Pruebas y seguridad de las pilas, https://batteryuniversity.com/learn/article/battery_testing_and_safety

[2] Rendimiento y seguridad de las celdas COTS 18650 Li-ion de varios fabricantes, PDF, NASA, 2013

[3] Especificación del producto Samsung INR18650-35E, PDF, Samsung SDI, 2015

[4] Especificación del producto Panasonic/Sanyo NCR18650B, PDF, Panasonic/Sanyo

[5] Especificación del producto Panasonic/Sanyo NCR18650GA, PDF, Panasonic/Sanyo

[6] Pruebas de rendimiento y seguridad de las pilas Panasonic 2.9Ah Li-ion NCR 18650, PDF, NASA, 2009