Batteries : quelle est la différence entre Wh et mAh ?

La plupart des gens sont habitués à l’étiquette mAh car nous la voyons sur les téléphones, les tablettes, les batteries portables (powerbanks) et les appareils électroniques similaires. Avec son aide, nous découvrons et comparons rapidement si le téléphone (ou un autre appareil) dispose d'une capacité de batterie suffisamment grande pour nos besoins. Mais tout n’est pas aussi simple qu’il y paraît à première vue. Les systèmes de charge changent, tout comme la composition des batteries. Il est donc bon de savoir ce qu'est le mAh, ce qu'est le Wh et comment les distinguer.

Qu’est-ce que le mAh dans les batteries ? Qu’est-ce que la Wh dans les piles ?

Les unités de mesure mAh et Wh expriment la capacité de la batterie. Les smartphones ont aujourd’hui une capacité de batterie moyenne de 5 000 mAh, et nous approchons des 6 000 mAh. Une batterie d'une capacité de 5 000 mAh peut fournir un courant de 5 000 milliampères pendant une heure, après quoi elle doit être chargée (5 000 milliampères x 1 heure = 5 000 milliampères-heures ou mAh).

Si nous regardons les ordinateurs portables, par exemple le portable ASUS ExpertBook P5 que nous avons testé récemment, il a une capacité de batterie de 63 Wh. Une telle batterie peut supporter 63 watts de puissance pendant une heure avant de mourir (63 watts x 1 heure = 63 wattheures ou Wh). Habituellement, au moins une de ces unités est inscrite directement sur la batterie, mais sur certains appareils, l'accès à la batterie est désactivé sans démonter complètement l'appareil. Pensez à la dernière fois où vous avez pu ouvrir l’arrière de votre téléphone et voir ce qui se passait à l’intérieur. C'est plus facile pour les ordinateurs portables, mais plus difficile pour la plupart des appareils (que ce soit pour des raisons de sécurité, de résistance à l'eau, etc.). Une rare exception concerne les appareils tels que le Samsung Galaxy Tab Active5, qui nous permettent un accès libre à tous les composants internes, mais ce sont des appareils qui constituent dès le début des barrières de réparabilité.

C'est pourquoi nous comptons aujourd'hui sur le fabricant pour connaître les numéros des batteries. Ils nous donnent une idée approximative de la durée de vie de la batterie, bien sûr en fonction de la charge qu'elle effectue pendant cette période. Vous pouvez doubler ou diviser par deux la consommation de courant, la batterie durera ainsi deux fois plus longtemps ou moins.

Tout cela s'applique si les conditions sont optimales. Par exemple, l'autonomie de la batterie diminue à basse température, la surchauffe et la résistance interne de la batterie peuvent également affecter la durée.

Les heures milliampères fonctionnent principalement, mais elles peuvent également dérouter l'utilisateur

Revenons d'abord en arrière. Nous avons toujours été habitués à utiliser les désignations ampère-heure et milliampère-heure car elles sont présentes sur les piles AA, les piles des jouets et également les batteries au plomb des voitures. Ce ne serait pas la première fois qu'une balise particulière serait utilisée, même si elle peut être inappropriée ou obsolète dans certains scénarios. Nous utilisons encore aujourd’hui la loupe comme marqueur de recherche, même si l’outil physique n’est pour la plupart plus utilisé. Ou une disquette comme symbole de stockage et une enveloppe comme symbole de courrier électronique.

Il semble que l’unité de mesure mAh nous ait donné du fil à retordre. Rien de personnel contre lui, mais il a un problème : lors de la présentation de la capacité de la batterie, il ne prend pas en compte sa tension. Deux batteries peuvent avoir la même capacité de 5 000 mAh, mais elles peuvent stocker des quantités d’énergie très différentes. Par exemple, si l’une a une tension de 12 V et l’autre une tension de 3 V, et dans le cas où les deux ont la même capacité, la première batterie peut stocker quatre fois plus d’énergie. Les deux peuvent fournir 5 000 milliampères de courant pendant une heure, mais une batterie de 12 V peut le faire à une tension quatre fois supérieure.

La comparaison des batteries par mAh peut être très claire à condition que les tensions nominales soient les mêmes. Et c’est le cas dans la plupart des cas. Les téléphones équipés de batteries lithium-ion utilisent des cellules individuelles d'une tension de 3,6 à 3,8 volts. Avant les batteries lithium-ion, les batteries NiMH (nickel-hydrure métallique) ou Ni-Cd (batteries nickel-cadmium) connectées en série de 1,2 volts étaient principalement utilisées.

Les smartphones d'aujourd'hui divisent la batterie en deux cellules, principalement pour une charge rapide, des contraintes d'espace et une répartition de la chaleur. Si nous regardons le téléphone pliable Samsung Galaxy Z Fold6, il utilise une batterie à deux cellules. Pas même pour les besoins de charge rapide, puisque sa puissance de charge maximale n'est que de 25 W, mais pour l'espace et un meilleur transfert de chaleur. Le Vivo X100 Pro a également une structure à deux cellules et sur le site officiel, vous trouverez sous les spécifications qu'il dispose de deux batteries d'une capacité typique de 2700 mAh (7,78 V), mais la plupart du temps, le téléphone est annoncé comme ayant une capacité de batterie de 5400 mAh.

Un bon exemple est également les lunettes d'informatique spatiale d'Apple, Apple Vision Pro, qui ont d'abord dérouté les utilisateurs avec une capacité de batterie de 3 166 mAh, ce qui est bien inférieur à celui de la plupart des smartphones du marché. Mais lorsque vous remarquez que la batterie fonctionne à une tension plus élevée, il est clair pour vous que les inquiétudes concernant la faible autonomie de la batterie étaient déplacées.

L’unité milliampère-heure provoque davantage de confusion lorsque des batteries de compositions chimiques différentes sont mélangées. La structure chimique différente signifie également une tension nominale différente de la batterie, ce qui signifie que la comparaison avec des cellules lithium-ion avec une tension nominale de 3,6 à 3,8 V n'est plus aussi simple. Vous avez probablement entendu parler des batteries LiFePO4, qui offrent un meilleur stockage d'énergie à long terme, mais ont également une densité énergétique et une tension plus faibles (environ 3,2 V).

C'est là que le problème se pose. Nous proposons depuis un certain temps sur le marché des stations de recharge et des batteries portables qui utilisent cette nouvelle structure de batterie. Ils disposent de dizaines de milliers de milliampères-heures de capacité de batterie, et si nous prenons ce chiffre et le comparons directement à la capacité des batteries du téléphone, nous arriverons à une mauvaise conclusion.

Si la station de recharge a une capacité de 50 000 mAh, on pourrait s’attendre à ce qu’elle soit capable de recharger dix fois votre téléphone avec une batterie de 5 000 mAh. Mais comme la tension des cellules de la batterie est plus faible, la quantité d’énergie stockée est également inférieure et donc incomparable aux appareils dotés de batteries lithium-ion traditionnelles. Cela ne veut pas dire que les fabricants mentent, mais le fait est qu'il faut être prudent, car l'unité de mesure mAh ne prend pas en compte la tension.

Est-ce pour mesurer la capacité de la batterie mieux vaut utiliser Wh?

Si nous ne voulons pas que la capacité de la batterie soit mesurée en chiffres absurdes dans les années à venir, ce qui est bien sûr de l'eau au moulin des annonceurs qui brandiront leurs chiffres élevés devant notre nez, en utilisant l'unité de mesure du watt heures (Wh) peuvent être une meilleure solution.

Cela peut paraître un peu déroutant au début, mais heureusement, Wh est déjà utilisé dans certains appareils populaires, par exemple les voitures (kWh), les ordinateurs portables et les ordinateurs de poche (ASUS ROG Ally, Steam Deck...). Le principal avantage des wattheures est qu’ils prennent en compte la tension de la batterie, ce qui les rend plus pratiques et plus précis comme unité de mesure. Certains fabricants l'affichent déjà à côté de la capacité typique en mAh. En reprenant l'exemple ci-dessus du téléphone Vivo X100 Pro, le fabricant répertorie également une capacité typique de 21,01 Wh parmi les spécifications de la batterie.

Si vous souhaitez calculer vous-même Wh à partir de mAh, utilisez la formule Wh = (mAh x V) : 1000, ou Wh = Ah x V si vous comptez utiliser l'unité ampère-heure (Ah).

Utiliser Wh au lieu de mAh signifie que vous pouvez comparer les performances de deux batteries indépendamment de leur tension nominale, du type ou de la méthode de connexion des cellules de la batterie. Cela facilite la comparaison entre les types d’appareils. Wh peut être utilisé pour comparer les performances de (n'importe quelle) batterie, qu'elles se trouvent dans un téléphone, un ordinateur portable, une station de recharge ou une voiture.

Selon toute vraisemblance, le recours au Wh est incontournable

Étant donné que le Wh est utilisé dans certains des domaines les plus importants, tels que les voitures électriques et les ordinateurs portables, il est surprenant que les fabricants de téléphones insistent sur les milliampères-heures. Il est fort probable que dans les années à venir, nous remplaçons le mAh dans les batteries de téléphone par du Wh, ou que nous utilisions les deux unités de mesure et que nous soyons conscients des différences.