Batterie: qual è la differenza tra Wh e mAh?

La maggior parte delle persone è abituata all'etichetta mAh perché la vediamo su telefoni, tablet, batterie portatili (powerbank) e dispositivi elettronici simili. Con il suo aiuto, scopriamo e confrontiamo rapidamente se il telefono (o altro dispositivo) ha una capacità della batteria sufficientemente grande per le nostre esigenze. Ma non tutto è così semplice come sembra a prima vista. Cambiano i sistemi di ricarica e anche la composizione delle batterie, quindi è bene sapere cosa sono i mAh, cosa sono i Wh e come distinguerli.

Quanto sono i mAh nelle batterie? Cosa c'è nelle batterie?

Le unità di misura mAh e Wh esprimono la capacità della batteria. Gli smartphone oggi hanno una capacità media della batteria di 5000 mAh e ci stiamo avvicinando ai 6000 mAh. Una batteria con una capacità di 5000 mAh può fornire una corrente di 5000 milliampere per un'ora, dopodiché deve essere caricata (5000 milliampere x 1 ora = 5000 milliampere ora o mAh).

Se guardiamo i notebook, ad esempio il notebook ASUS ExpertBook P5 che abbiamo testato di recente, ha una capacità della batteria di 63 Wh. Una batteria di questo tipo può sostenere 63 watt di potenza per un'ora prima di esaurirsi (63 watt x 1 ora = 63 wattora o Wh). Di solito, almeno una di queste unità è scritta direttamente sulla batteria, ma su alcuni dispositivi l'accesso alla batteria è disabilitato senza smontare completamente il dispositivo. Pensa all'ultima volta che hai potuto aprire il retro del tuo telefono e vedere cosa succedeva al suo interno. Questo è più semplice per i laptop, ma più difficile per la maggior parte dei dispositivi (per motivi di sicurezza, resistenza all'acqua, ecc.). Una rara eccezione sono dispositivi come il Samsung Galaxy Tab Active5, che ci consentono libero accesso a tutti i componenti interni, ma si tratta di dispositivi che rappresentano fin dall'inizio barriere di riparabilità.

Ecco perché oggi ci affidiamo al produttore per i numeri sulle batterie. Ci danno un'idea approssimativa di quanto durerà la batteria, ovviamente a seconda del carico che sta svolgendo in quel periodo. Puoi raddoppiare o dimezzare il consumo di corrente, di conseguenza la batteria durerà il doppio o meno.

Tutto questo vale se le condizioni sono ottimali. Ad esempio l'autonomia della batteria diminuisce alle basse temperature, anche il surriscaldamento e la resistenza interna della batteria possono influenzarne la durata.

La maggior parte delle ore in milliampere funzionano, ma possono anche confondere l'utente

Guardiamo prima indietro. Siamo sempre stati abituati a utilizzare etichette ampere-ora e milliampere-ora perché sono presenti sulle batterie AA, sulle batterie dei giocattoli e anche sulle batterie al piombo delle automobili. Non sarebbe la prima volta che viene utilizzato un particolare tag, anche se in alcuni scenari potrebbe essere inappropriato o non aggiornato. Ancora oggi utilizziamo la lente d'ingrandimento come indicatore di ricerca, anche se lo strumento fisico non viene più utilizzato. Oppure un floppy disk come simbolo di archiviazione e una busta come simbolo di posta elettronica.

Sembra che l'unità di misura mAh ci abbia dato del filo da torcere. Niente di personale contro di esso, ma ha un problema: quando si presenta la capacità della batteria, non tiene conto della sua tensione. Due batterie possono avere la stessa capacità di 5000 mAh, ma possono immagazzinare quantità di energia molto diverse. Ad esempio, se una ha una tensione di 12 V e l'altra ha una tensione di 3 V, e nel caso in cui entrambe abbiano la stessa capacità, la prima batteria può immagazzinare quattro volte più energia. Entrambi possono fornire 5.000 milliampere di corrente per un'ora, ma una batteria da 12 V può farlo con una tensione quattro volte superiore.

Il confronto delle batterie in mAh può essere chiarissimo a condizione che le tensioni nominali siano le stesse. E nella maggior parte dei casi lo è. I telefoni con batterie agli ioni di litio utilizzano celle singole con una tensione compresa tra 3,6 e 3,8 volt. Prima delle batterie agli ioni di litio, venivano utilizzate principalmente batterie NiMH (nichel-metallo idruro) da 1,2 volt o Ni-Cd (batterie al nichel-cadmio) collegate in serie.

Gli smartphone di oggi dividono la batteria in due celle, principalmente per la ricarica rapida, i vincoli di spazio e la distribuzione del calore. Se guardiamo il telefono pieghevole Samsung Galaxy Z Fold6, utilizza una batteria a doppia cella. Nemmeno per esigenze di ricarica rapida, visto che la sua potenza massima di ricarica è di soli 25 W, ma per spazio e migliore trasferimento di calore. Anche il Vivo X100 Pro ha una struttura a doppia cella e sul sito ufficiale troverete nelle specifiche che ha due batterie con una capacità tipica di 2700 mAh (7,78 V), ma soprattutto il telefono viene pubblicizzato come dotato di una capacità della batteria di 5400mAh.

Un buon esempio sono anche gli occhiali Apple per il calcolo spaziale Apple Vision Pro, che inizialmente hanno confuso gli utenti con una capacità della batteria di 3166 mAh, che è molto inferiore a quella della maggior parte degli smartphone sul mercato. Ma quando noti che la batteria funziona ad un voltaggio più elevato, ti rendi conto che le preoccupazioni sulla scarsa autonomia della batteria erano fuori luogo.

L'unità milliampere crea maggiore confusione quando si mescolano batterie con sostanze chimiche diverse. La diversa struttura chimica significa anche una diversa tensione nominale della batteria, il che significa che il confronto con le celle agli ioni di litio con una tensione nominale compresa tra 3,6 e 3,8 V non è più così semplice. Probabilmente hai sentito parlare delle batterie LiFePO4, che vantano un migliore accumulo di energia a lungo termine, ma hanno anche una densità di energia inferiore e una tensione inferiore (circa 3,2 V).

È qui che sorge il problema. Da tempo sul mercato sono presenti stazioni di ricarica e batterie portatili che utilizzano questa nuova struttura della batteria. Vantano decine di migliaia di milliampere/ora di capacità della batteria e se prendiamo quel numero e lo confrontiamo direttamente con la capacità delle batterie del telefono, arriveremo alla conclusione sbagliata.

Se la stazione di ricarica ha una capacità di 50.000 mAh, ci si aspetterebbe che possa caricare dieci volte il telefono con una batteria da 5.000 mAh. Ma poiché la tensione delle celle della batteria è inferiore, anche la quantità di energia immagazzinata è inferiore e quindi non paragonabile ai dispositivi con tradizionali batterie agli ioni di litio. Ciò non significa che i produttori mentono, ma il fatto è che bisogna stare attenti, perché l'unità di misura mAh non tiene conto della tensione.

Lo è per misurare la capacità della batteria meglio usare Wh?

Se non vogliamo che nei prossimi anni la capacità della batteria venga misurata in numeri assurdi, il che ovviamente è acqua al mulino per gli inserzionisti che ci sventoleranno davanti al naso i loro alti numeri, utilizzando l'unità di misura watt ore (Wh) possono essere una soluzione migliore.

All'inizio questo potrebbe creare un po' di confusione, ma fortunatamente Wh è già utilizzato in alcuni dispositivi popolari, ad esempio automobili (kWh), laptop e computer portatili (ASUS ROG Ally, Steam Deck...). Il vantaggio principale dei wattora è che tengono conto della tensione della batteria, quindi è più pratica e precisa come unità di misura. Alcuni produttori la visualizzano già accanto alla capacità tipica in mAh. Prendendo nuovamente l'esempio sopra del telefono Vivo X100 Pro, il produttore elenca anche una capacità tipica di 21,01 Wh tra le specifiche della batteria.

Se desideri calcolare tu stesso Wh da mAh, usa la formula Wh = (mAh x V): 1000, o Wh = Ah x V se intendi utilizzare l'unità ampere-ora (Ah).

Usare Wh invece di mAh significa che puoi confrontare le prestazioni di due batterie indipendentemente dalla tensione nominale, dal tipo o dal metodo di connessione delle celle della batteria. Ciò semplifica il confronto tra i tipi di dispositivi. Wh può essere utilizzato per confrontare le prestazioni di (qualsiasi) batteria, sia che si trovino in un telefono, un laptop, una stazione di ricarica o un'auto.

Con ogni probabilità, l’uso di Wh è inevitabile

Dato che il Wh viene utilizzato in alcuni dei settori più grandi, come le auto elettriche e i laptop, è sorprendente che i produttori di telefoni insistano sui milliampere-ora. C'è un'alta probabilità che nei prossimi anni sostituiremo i mAh nelle batterie dei telefoni con Wh o utilizzeremo entrambe le unità di misura e saremo consapevoli delle differenze.