Celdas de iones de sodio NFPP a bajas temperaturas: capacidad de 95% a −20 °C en las pruebas de calificación

Actualizado el 17 septiembre 2026

Hay un defecto de las baterías domésticas del que los catálogos apenas hablan: a bajas temperaturas rinden menos. No es un detalle secundario, porque el momento en el que rinden menos coincide con el momento en el que más se necesitan. En enero, la energía fotovoltaica produce una fracción de lo que produce en julio; los días son cortos, el consumo por la noche es elevado… y es precisamente entonces cuando el sistema de almacenamiento proporciona una parte de la capacidad por la que has pagado.

En este aspecto, la diferencia entre los productos químicos es clara y cuantificable. Este artículo recoge los datos de calificación de los celdas polianiónicas NFPP a bajas temperaturas y explica a qué se debe esa diferencia.

El dato

El protocolo de ensayo es sencillo: la célula se carga a 3,5 V con una potencia de 0,5 P, se deja en reposo durante diez minutos y, a continuación, se descarga a la temperatura de ensayo. Se mide qué porcentaje de la capacidad nominal es capaz de suministrar realmente.

Los valores para las químicas de referencia provienen de las pruebas realizadas en las celdas de comparación específicas indicadas en la fuente, bajo las condiciones de prueba informadas. No deben interpretarse como un rendimiento universal de sus respectivas familias químicas, que incluyen celdas con formulaciones y construcciones muy diferentes entre sí.

En la prueba directa a −20 °C, el valor medido en la célula NFPP es 95,04% de la capacidad nominal. La célula LFP de referencia, en la misma prueba, se queda en el 67,8%.

La línea de los −40 °C merece una lectura atenta, ya que el cero no es un redondeo. Las celdas de referencia de plomo-ácido, litio-ferro-fosfato y níquel-manganeso-cobalto, a esa temperatura, no proporcionan capacidad utilizable en la prueba. La celda polianiónica de sodio se mantiene por encima de los 85%.

Hay que explicar con precisión qué significa: el resultado se refiere a las células utilizadas como referencia en esa prueba, no todas las celdas LFP o NMC existentes. El comportamiento a bajas temperaturas depende de la formulación del electrolito, del diseño de la celda y del protocolo de ensayo, y dentro de cada familia química las diferencias son considerables.

¿Por qué el sodio sale mejor parado?

Hay dos razones, y actúan sobre diferentes puntos de la célula.

La desolvatación en la interfaz

Un ion que se desplaza por el electrolito no viaja «desnudo»: está rodeado por una capa de moléculas de disolvente que se adhieren a él. Para entrar en el electrodo debe liberarse de ellas, y eso requiere energía. Es el proceso denominado desolvatación, y es el principal cuello de botella a bajas temperaturas: cuando la célula está fría, la energía disponible para llevar a cabo ese paso se reduce y la reacción se ralentiza.

El ion de sodio es más grande que el de litio y, precisamente por eso, retiene la capa de disolvente. menos firmemente: la densidad de carga en su superficie es menor. Paradójicamente, el hecho de ser más voluminoso —que es la razón por la que el sodio almacena menos energía por kilogramo— es también la razón por la que se separa del disolvente con mayor facilidad cuando hace frío.

Las vías de difusión en el cátodo

La segunda razón tiene que ver con la estructura del material activo. En el fosfato de hierro y litio, que tiene una estructura de olivina, los iones se desplazan a lo largo de canales unidimensionales: solo hay una vía posible, y si esa vía se obstruye —ya sea por un defecto en la red o por la ralentización provocada por la temperatura—, no hay alternativas.

Por su parte, la red polianiónica NFPP ofrece una red de vías de difusión tridimensionales. El ion tiene varias vías para llegar a su destino, y la ralentización debida al frío influye mucho menos en el resultado global.

¿Qué cambia en la instalación?

La cifra por sí sola no dice gran cosa. Vale la pena interpretarla.

Imaginemos un acumulador de 10 kWh en un local técnico sin calefacción —un garaje, un sótano, un cuarto de contadores exterior— en una mañana de enero en el norte de Italia, a −5 °C. Una batería LFP ofrece una fracción reducida de su capacidad nominal; el propietario ve que una batería “de 10 kWh” le devuelve una cantidad sensiblemente menor, y lo nota precisamente en los días en que la factura eléctrica alcanza su máximo. El fenómeno es reversible —cuando vuelven las temperaturas suaves, la capacidad se recupera—, pero mientras tanto el sistema de almacenamiento ha funcionado por debajo de lo esperado durante toda la temporada de frío.

Con una celda que a −20 °C conserva más del 90%, a −5 °C la pérdida es insignificante. La capacidad disponible se mantiene, por tanto, cercana a la del verano. En cambio, la potencia suministrable y la aceptación de carga siguen dependiendo de la temperatura: para la batería Heiwit que se comercializa actualmente, la ficha técnica indica que se puede descargar de −25 °C a +60 °C y cargar solo de 0 °C a +60 °C. Estos límites se explican en la página sobre el rango de temperatura de la batería Heiwit.

La diferencia resulta determinante en tres situaciones:

• Instalaciones en altura, donde las temperaturas mínimas invernales se mantienen constantemente por debajo de cero y rara vez se dispone de un local técnico con calefacción.
• Instalaciones en exteriores o en espacios sin climatización, que son la norma en el sector comercial e industrial.
• Mercados del norte y del este de Europa — Alemania, Polonia, República Checa, Suecia — donde la temporada de frío es más larga y más cruda que en Italia, y donde la diferencia de rendimiento se acumula a lo largo de muchos más días al año.

La otra cara de la moneda

Para completar la información: la ventaja a bajas temperaturas no es gratuita. Se debe a las mismas propiedades del ion de sodio que limitan su densidad energética, tal y como se explica en otro artículo de fondo. No existe un producto químico que destaque en todos los parámetros: lo que existe es el producto químico adecuado para cada aplicación.

En el caso de un sistema de almacenamiento fijo, que permanece en el lugar donde se ha instalado y debe funcionar de forma predecible durante veinte años en un local que nadie calienta, el rendimiento a bajas temperaturas tiene más valor que los vatios-hora por kilogramo.

Preguntas más frecuentes

¿Hay que calentar la sala de la batería?

En cuanto a la conservación de la capacidad: a −20 °C, la pila conserva más del 90%. Sin embargo, hay que tener en cuenta que la potencia máxima se reduce a bajas temperaturas —la potencia máxima declarada se sitúa entre −25 °C y +40 °C—, por lo que, en espacios muy fríos, conviene consultar con el proyectista que los picos de consumo sigan estando cubiertos. Por el contrario, se trata de una precaución que adoptan algunas instalaciones con baterías de litio precisamente para compensar la disminución del rendimiento en invierno.

¿La pérdida de capacidad a bajas temperaturas es permanente?

No, es reversible: cuando la temperatura vuelve a subir, la capacidad vuelve a estar disponible. El problema no es que la batería esté dañada, sino que no hay energía cuando se necesita.

¿Por qué el ion de sodio, que es más grande, se comporta mejor a bajas temperaturas?

Porque su carga se distribuye sobre una superficie mayor, por lo que retiene con menos fuerza la capa de moléculas de disolvente que debe abandonar para entrar en el electrodo. Ese paso es el principal obstáculo a bajas temperaturas.

¿Vale también en carga, o solo en descarga?

Los datos que aquí se recogen se refieren a la prueba de descarga a temperatura controlada, que es la condición crítica para un sistema de almacenamiento fotovoltaico: la descarga tiene lugar por la tarde y por la noche, cuando la temperatura está en su nivel más bajo.