Baterije: v čem je razlika med oznakama Wh in mAh?

Večina je vajena oznake mAh, ker jo vidimo na telefonih, tablicah, prenosnih baterijah (angl. powerbanks) in podobni elektroniki. Z njeno pomočjo hitro ugotovimo in primerjamo, ali ima telefon (ali druga naprava) dovolj veliko kapaciteto baterije za naše potrebe. Ni pa vse tako enostavno, kot se zdi na prvi pogled. Polnilni sistemi se spreminjajo, sestava baterij prav tako, zato je dobro vedeti, kaj sploh je mAh, kaj je Wh in kako med njima razlikujemo.

Kaj je mAh v baterijah? Kaj je Wh v baterijah?

Merski enoti mAh in Wh izražata kapaciteto baterije. Pametni telefoni imajo danes v povprečju baterije s kapaciteto 5000 mAh, približujemo pa se 6000 mAh. Baterija s kapaciteto 5000 mAh lahko eno uro zagotavlja tok 5000 miliamperov, potem jo je potrebno napolniti (5000 miliamperov x 1 ura = 5000 miliamper ur ali mAh).

Če pogledamo prenosnike, na primer ASUS-ov prenosnik ExpertBook P5, ki smo ga testirali pred kratkim – ta ima baterijo kapacitete 63 Wh. Takšna baterija lahko vzdržuje 63 vatov moči eno uro, preden se izprazni (63 vatov x 1 ura = 63 vatnih ur ali Wh). Običajno je vsaj ena izmed teh enot zapisana neposredno na bateriji, vendar je pri določenih napravah dostop do baterije onemogočen, ne da bi napravo v celoti razstavili. Pomislite, kdaj ste nazadnje lahko odprli zadnjo stran telefona in pogledali, kaj se kriva v notranjosti.  Pri prenosnikih je to lažje, pri večini naprav pa (bodisi zaradi varnosti, vodoodpornosti …) oteženo. Redka izjema so naprave, kot je tablica Samsung Galaxy Tab Active5, ki nam dovoljujejo prosti dostop do vseh notranjih komponent, vendar so to naprave, ki so že od samega začetka braniki popravljivosti.

Zato se danes glede številk na baterijah zanašamo na proizvajalca. Dajejo nam okvirno predstavo, koliko časa bo baterija zdržala, seveda odvisno od bremena, ki ga v tem času opravlja. Porabo toka lahko podvojite ali prepolovite, posledično bo baterija delovala dvakrat dlje ali manj.

Vse to velja, če so razmere optimalne. Avtonomija baterije se na primer zmanjša pri nizkih temperaturah, pregrevanje in notranja upornost baterije lahko prav tako vplivata na trajanje.

Miliamper ur večinoma deluje, lahko pa tudi zbega uporabnika

Ozrimo se najprej v preteklost. Že od nekdaj smo vajeni uporabe oznak amper ur in miliamper ur, ker sta prisotni na AA baterijah, baterijah v igračah in tudi v svinčenih baterijah v avtomobilih. Ne bi bilo prvič, da bi določeno oznako uporabljali, čeprav je v nekaterih scenarijih lahko neprimerna ali zastarela. Povečevalno steklo še danes uporabljamo kot oznako za iskanje, čeprav fizičnega orodja v večini ne uporabljamo več. Ali pa disketo za simbol za shranjevanje, pa kuverto kot simbol e-pošte.

Sliši se, kot da se nam je merska enota mAh zamerila. Nič osebnega proti njej, ampak ima eno težavo – pri predstavitvi kapacitete baterije ne upošteva njene napetosti. Dve bateriji imata lahko enako kapaciteto 5000 mAh, vendar lahko hranita zelo različne količine energije. Na primer, če ima ena napetost 12 V, druga pa 3 V, in v primeru, da imata obe enako kapaciteto, lahko prva baterija shrani štirikrat več energije. Obe lahko eno uro zagotavljata tok 5000 miliamperov, vendar lahko 12-V baterija to dela pri štirikrat višji napetosti.

Primerjava baterij z mAh je lahko kristalno jasna pod pogojem, da so nazivne napetosti enake. In v večini primerov tako tudi je. Telefoni z litij-ionskimi baterijami uporabljajo posamezne celice z napetostjo od 3,6 do 3,8 volta. Pred litij-ionskimi baterijami se je večinoma uporabljalo zaporedno vezane 1,2-voltne baterije NiMH (nikelj-metalhidridne) ali Ni-Cd (nikelj-kadmijeve baterije).

Današnji pametni telefoni baterijo razdelijo na dve celici, predvsem zaradi hitrega polnjenja, prostorske stiske in razporeditve toplote. Če pogledamo zložljiv telefon Samsung Galaxy Z Fold6, ta uporablja dvocelično baterijo. Niti ne zaradi potreb hitrega polnjenja, ker je njegova največja polnilna moč le 25 W, ampak zaradi prostora in boljšega prenosa toplote. Vivo X100 Pro ima prav tako dvocelično strukturo in na uradni strani boste pod specifikacijami našli, da ima vgrajeni dve bateriji s tipično zmogljivostjo 2700 mAh (7,78 V), večinoma pa se oglašuje, da ima telefon baterijo zmogljivosti 5400 mAh.

Dober primer so tudi Applova očala za prostorsko računalništvo Apple Vision Pro, ki so na začetku begala uporabnike z baterijo kapacitete 3166 mAh, kar je veliko manj od večine pametnih telefonov na trgu. Ko pa opaziš, da baterija deluje pri višji napetosti, ti je jasno, da so bile skrbi o slabi avtonomiji baterije zgrešene.

Enota miliamper ur povzroči večjo zmedo, ko se vmešajo baterije z drugačnimi kemijskimi lastnostmi. Drugačna kemijska struktura pomeni tudi drugačno nazivna napetost baterije, kar pomeni, da primerjava z litij-ionskimi celicami z nazivno napetostjo od 3,6 do 3,8 V ni več tako preprosta. Zagotovo ste že slišali za LiFePO4 baterije, ki se lahko pohvalijo z boljšim dolgoročnim shranjevanjem energije, vendar imajo tudi manjšo energijsko gostoto in manjšo napetost (okoli 3,2 V).

Tukaj se potem pojavi težava. Na trgu imamo že nekaj časa polnilne postaje in prenosne baterije, ki uporabljajo to novo strukturo baterij. Pohvalijo se lahko z več deset tisoč miliamper urami baterijske kapacitete, in če to številko vzamemo in neposredno primerjamo s kapaciteto baterij v telefonu, bomo prišli do napačnega zaključka.

Če ima polnilna postaja kapaciteto 50.000 mAh, bi človek pričakoval, da bi z njo lahko svoj telefon z baterijo 5000 mAh napolnili desetkrat. Ampak ker je napetost baterijskih celic manjša, je količina shranjene energije prav tako manjša in tako neprimerljiva z napravami s tradicionalnimi litij-ionskimi baterijami. To ne pomeni, da proizvajalci lažejo, je pa dejstvo, da je potrebno biti pozoren, ker merska enota mAh ne upošteva napetosti.

Ali je za merjenje kapacitete baterij bolje uporabiti Wh?

Če nočemo, da se kapaciteta baterije v naslednjih letih meri v absurdnih številkah, kar je seveda voda na mlin za oglaševalce, ki bodo svoje visoke številke vihteli pred našimi nosovi, je uporaba merske enote vatnih ur (Wh) lahko boljša rešitev.

Na začetku bi lahko bila s tem manjša zmeda, a na srečo Wh že uporabljamo pri nekaterih priljubljenih napravah, na primer avtomobilih (kWh), prenosnikih in ročnih računalnikih (ASUS ROG Ally, Steam Deck …). Glavna prednost vatnih ur je, da upoštevajo napetost baterije, zato je kot merska enota bolj praktična in natančna. Nekateri proizvajalci jo že prikazujejo poleg tipične kapacitete v mAh. Če spet vzamemo zgornji primer telefona Vivo X100 Pro, proizvajalec med specifikacijami baterije navaja tudi tipično zmogljivost 21,01 Wh.

Če bi radi sami izračunali Wh iz mAh, uporabite formulo Wh = (mAh x V) : 1000 ali pa Wh = Ah x V, če boste uporabljali enoto amper ur (Ah).

Uporaba Wh namesto mAh pomeni, da lahko primerjate zmogljivost dveh baterij ne glede na njuno nazivno napetost, vrsto ali način povezovanja baterijskih celic. To olajša primerjavo med vrstami naprav. Wh lahko uporabite za primerjavo zmogljivosti (katerih koli) baterij, ne glede na to, ali so v telefonu, prenosniku, polnilni postaji ali avtomobilu.

Po vsej verjetnosti je uporaba Wh neizogibna

Glede na to, da se Wh uporablja na nekaterih največjih področjih, na primer v električnih avtomobilih in prenosnikih, je presenetljivo, da proizvajalci telefonov vztrajajo pri miliamper urah. Velika verjetnost pa je, da bomo v naslednjih letih mAh v baterijah telefonov zamenjali z Wh ali pa uporabljali obe merski enoti in se zavedali razlik.