Para una celda o batería electroquímica, la proporción de carga eléctrica total extraída durante una descarga respecto a la carga total suministrada durante la carga anterior, generalmente expresada en porcentaje; la medida se basa en carga (culombios o amperio‑hora) y no incluye diferencias energéticas dependientes de la tensión.

Principio

La eficiencia coulómbica (EC) es EC = Q_out ÷ Q_in para el ciclo medido; EC inferior al 100 % implica pérdida neta de carga por reacciones secundarias, corrientes parásitas o procesos irreversibles que retiran especies electroactivas del ciclo reversible.

Demostración

Situación: Una celda se carga con 100 Ah y luego entrega 98 Ah en la descarga. Reconocimiento: EC medida = (98 Ah ÷ 100 Ah) × 100% = 98%. Acción: Diagnosticar y mitigar causas (decomposición del electrolito, autodescarga) si se requiere alta EC. Consecuencia: La pérdida coulómbica del 2% por ciclo exige un mayor flujo de carga para entregar energía acumulada y puede asociarse a mecanismos de pérdida de capacidad.

Aplicación incorrecta

Equiparar la eficiencia coulómbica con la eficiencia energética ida y vuelta o asumir que EC ≈ 100% garantiza ausencia de pérdida de capacidad; el error ignora el papel de los perfiles de tensión y otros modos de degradación que afectan la energía y la capacidad independientemente de la conservación de carga.

Consecuencia

Una EC persistente <100% provoca pérdida acumulativa de carga activa a lo largo de muchos ciclos, incrementa la cantidad de carga necesaria y acelera vías de degradación de la capacidad; también reduce la precisión de estimaciones de SoC cuando se usan solo conteos de carga sin correcciones.

Inversión

En algunas tecnologías, una EC cercana al 100% no excluye pérdida de capacidad por aislamiento mecánico de material activo, cambios de volumen o fallos estructurales; por el contrario, ciertos procesos de formación reducen temporalmente la EC mientras mejoran la reversibilidad a largo plazo.

Límite

Claramente Dentro: Una celda de Li‑ion con carga y descarga medidas a la misma C‑rate y temperatura mediante conteo de coulombs. Caso Límite: Medidas que incluyen la carga consumida por la electrónica de gestión o balanceo — incluirla o no altera la EC reportada. Claramente Fuera: La eficiencia energética (RTE) o las métricas de retención de capacidad, que consideran tensión y energía.

Tensión semántica

Eficiencia Coulómbica ↔ Eficiencia Energética: La EC aísla la conservación de carga pero omite efectos de tensión que determinan la energía entregada; optimizar solo EC puede pasar por alto pérdidas dominadas por la tensión, por lo que ambas medidas son necesarias para un diagnóstico completo.

Síntesis

La eficiencia coulómbica es una herramienta diagnóstica centrada en la conservación de carga y las pérdidas parásitas; combinada con perfiles de tensión y retención de capacidad permite distinguir reacciones químicas secundarias de fallos mecánicos o estructurales.