电池:Wh 和 mAh 有什么区别?
大多数人都习惯 mAh 标签,因为我们在手机、平板电脑、便携式电池(移动电源)和类似电子产品上看到它。在它的帮助下,我们可以快速找出并比较手机(或其他设备)是否有足够大的电池容量来满足我们的需求。但并非一切都像乍看起来那么简单。充电系统发生了变化,电池的成分也发生了变化,因此了解什么是 mAh、什么是 Wh 以及如何区分它们是很有必要的。
电池中的mAh是多少?电池中的 Wh 是什么意思?
测量单位 mAh 和 Wh 表示电池的容量。如今智能手机的平均电池容量为 5000 mAh,我们正在接近 6000 mAh。容量为5000mAh的电池可以提供5000毫安的电流一小时,之后需要充电(5000毫安×1小时=5000毫安小时或mAh)。
如果我们看笔记本电脑,例如我们最近测试的华硕 ExpertBook P5 笔记本电脑 - 它的电池容量为 63 Wh。这样的电池在耗尽之前可以维持 63 瓦的功率一小时(63 瓦 x 1 小时 = 63 瓦时或 Wh)。通常,这些单元中至少有一个直接写在电池上,但在某些设备上,如果不完全拆卸设备,则无法访问电池。回想一下您上次打开手机背面并看看里面发生了什么的情况。这对于笔记本电脑来说更容易,但对于大多数设备来说更困难(无论是由于安全性、防水性等原因)。一个罕见的例外是三星 Galaxy Tab Active5 等设备,它允许我们自由访问所有内部组件,但这些设备从一开始就存在可修复性障碍。
这就是为什么今天我们依赖制造商来获取电池数据。它们让我们大致了解电池的续航时间,当然这取决于电池在这段时间内所执行的负载。您可以将电流消耗加倍或减半,从而使电池的使用寿命延长两倍或更少。
如果条件最优,所有这些都适用。例如,电池的续航能力在低温下会降低,过热和电池的内阻也会影响续航时间。
毫安小时大部分都可以工作,但也会让用户感到困惑
我们先回顾一下。我们一直习惯使用安时和毫安时标签,因为它们出现在 AA 电池、玩具电池以及汽车铅酸电池上。这并不是第一次使用特定标签,尽管在某些情况下它可能不合适或过时。今天,我们仍然使用放大镜作为搜索标记,尽管这种物理工具基本上已不再使用。或者用软盘作为存储符号,用信封作为电子邮件符号。
听起来 mAh 测量单位给我们带来了困难。没有什么个人反对它,但它有一个问题 - 在显示电池容量时,它没有考虑其电压。两块电池可以具有相同的 5000 mAh 容量,但它们可以存储的能量却截然不同。例如,如果一个电池的电压为12V,另一个电池的电压为3V,并且在两者具有相同容量的情况下,第一个电池可以存储四倍的能量。两者都可以提供 5,000 毫安的电流一小时,但 12V 电池可以在四倍的电压下提供电流。
如果额定电压相同,则以 mAh 来比较电池可以一目了然。在大多数情况下确实如此。配备锂离子电池的手机使用电压为 3.6 至 3.8 伏的单个电池。在锂离子电池出现之前,大多使用串联的1.2伏NiMH(镍氢)或Ni-Cd(镍镉电池)电池。
如今的智能手机将电池分成两个电池,主要是为了快速充电、空间限制和热量分布。如果我们看看三星 Galaxy Z Fold6 可折叠手机,它使用双电池。甚至不是为了快速充电的需要,因为它的最大充电功率只有25W,而是为了空间和更好的传热。 Vivo X100 Pro也采用双电芯结构,在官网的规格中你会发现它有两块电池,典型容量为2700mAh(7.78V),但大多数手机宣传的电池容量为5400mAh。
一个很好的例子还有苹果用于空间计算的眼镜Apple Vision Pro,它最初让用户感到困惑的是3166 mAh的电池容量,这比市场上大多数智能手机的电池容量要少得多。但是,当您注意到电池在更高的电压下工作时,您很清楚对电池自主性差的担忧是多余的。
当不同化学成分的电池混合使用时,毫安时单位会造成更多混乱。不同的化学结构也意味着电池标称电压的不同,这意味着与标称电压为3.6至3.8V的锂离子电池进行比较不再那么简单。您可能听说过 LiFePO4 电池,它具有更好的长期储能能力,但能量密度较低,电压较低(约 3.2V)。
这就是问题出现的地方。一段时间以来,我们在市场上推出使用这种新型电池结构的充电站和便携式电池。它们拥有数万毫安时的电池容量,如果我们直接将这个数字与手机电池的容量进行比较,我们会得出错误的结论。
如果充电站的容量为50000mAh,那么预计它可以为5000mAh电池的手机充电10次。但由于电池单元的电压较低,存储的能量也较低,因此无法与传统锂离子电池的设备相比。这并不意味着制造商在撒谎,但事实是您需要小心,因为测量单位mAh没有考虑电压。
是吗 用于测量电池容量 更好地使用Wh?
如果我们不希望未来几年电池容量以荒谬的数字来衡量,这对广告商来说当然是好事,他们会在我们面前挥舞他们的高数字,使用瓦时(Wh)的测量单位可以是一个更好的解决方案。
一开始这可能有点令人困惑,但幸运的是,Wh 已经在一些流行的设备中使用,例如汽车 (kWh)、笔记本电脑和手持电脑(华硕 ROG Ally、Steam Deck...)。瓦时的主要优点是考虑了电池电压,因此作为测量单位更加实用和准确。一些制造商已经将其显示在典型容量(mAh)旁边。再次以上面的 Vivo X100 Pro 手机为例,制造商在电池规格中也列出了 21.01 Wh 的典型容量。
如果您想自己根据 mAh 计算 Wh,请使用公式 Wh = (mAh x V) : 1000,或者如果您要使用安培小时 (Ah) 单位,请使用 Wh = Ah x V。
使用Wh而不是mAh意味着您可以比较两种电池的性能,无论它们的额定电压、类型或电池单元的连接方法如何。这使得比较设备类型变得更加容易。 Wh 可用于比较(任何)电池的性能,无论它们是在手机、笔记本电脑、充电站还是汽车中。
Wh 的使用十有八九是不可避免的
鉴于 Wh 用于一些最大的领域,例如电动汽车和笔记本电脑,手机制造商坚持使用毫安时令人惊讶。未来几年,我们很可能会用 Wh 取代手机电池中的 mAh,或者同时使用这两种测量单位并注意其中的差异。