mAh 与 Wh：电量单位的深度解析
1. 基础定义与物理意义
1.1 mAh（毫安时）
- 定义：表示电池以毫安（mA）为单位的电流持续放电 1 小时的电荷量。1 mAh=1 mA×1 h=3.6 C(库仑，电荷单位)
- 局限性：仅反映电池存储的电荷量，未考虑电压，无法直接衡量能量。例如：
- 3.7V 锂电池的 1000mAh 容量，实际能量为 3.7 V×1 Ah=3.7 Wh。
- 12V 铅酸电池的 1000mAh 容量，实际能量为 12 V×1 Ah=12 Wh。
- 适用场景：同类电池（如手机电池）的容量比较，或需精确控制电流的场景（如低功耗设备）。
1.2 Wh（瓦时）
- 定义：表示电池以瓦特（W）为单位的功率持续放电 1 小时的能量。1 Wh=1 W×1 h=3600 J(焦耳，能量单位)
- 物理意义：直接反映电池的总能量，与电压和电荷量均相关。例如：
- 3.7V、1000mAh 电池的能量为 3.7 V×1 Ah=3.7 Wh。
- 12V、1000mAh 电池的能量为 12 V×1 Ah=12 Wh。
- 适用场景：跨电压电池（如锂电池与铅酸电池）的能量比较，或需计算设备续航的场景。
2. 单位转换公式与实例
2.1 转换公式
- mAh 转 Wh：Wh=1000mAh×V
- 示例：3.7V、2000mAh 手机电池的能量为10002000 mAh×3.7 V=7.4 Wh
- Wh 转 mAh：mAh=VWh×1000
- 示例：100Wh、3.7V 充电宝的容量为3.7 V100 Wh×1000≈27027 mAh
2.2 关键参数
- 电压（V）：电池的标称电压（如手机电池 3.7V，笔记本电池 11.1V）。
- 效率损失：实际使用中，能量转换效率可能低于 100%（如充电宝升压至 5V 时的损耗）。
- 温度影响：低温环境下，电池容量可能下降（如锂电池在 0℃时容量约为常温的 80%）。
3. 实际应用场景
3.1 消费电子产品
- 手机 / 平板：
- 典型电池容量：3000~5000mAh（3.7V，对应 11.1~18.5Wh）。
- 续航计算：假设手机功耗 5W，18.5Wh 电池可使用约 3.7 小时。
- 笔记本电脑：
- 典型电池容量：40~80Wh（11.1V，对应 3600~7200mAh）。
- 续航计算：假设笔记本功耗 15W，80Wh 电池可使用约 5.3 小时。
3.2 动力电池与储能设备
- 电动汽车：
- 典型电池容量：50~100kWh（如特斯拉 Model 3 标准续航版为 54kWh）。
- 续航计算：假设能耗 150Wh/km，54kWh 电池可行驶 360km。
- 家庭储能：
- 典型容量：10~20kWh（如特斯拉 Powerwall 2 为 13.5kWh）。
- 应用场景：存储光伏电能，满足家庭夜间用电需求。
3.3 航空安检限制
- 随身携带：
- ≤100Wh：无需申报（如常见笔记本电池）。
- 100~160Wh：需航空公司批准（如高端无人机电池）。
-
160Wh：禁止携带。
- 托运限制：
- 锂金属电池：≤2g（如 CR2032 纽扣电池）。
- 锂离子电池：≤100Wh（如充电宝）。
4. 常见问题与避坑指南
4.1 为何 Wh 比 mAh 更准确？
- 案例：
- 12V、1000mAh 铅酸电池（12Wh）与 3.7V、3000mAh 锂电池（11.1Wh）能量相近，但 mAh 数值差异大。
- 结论：Wh 直接反映能量，避免因电压不同导致的容量误判。
4.2 厂商标注陷阱
- 只标 mAh 不标电压：
- 例如：某移动电源标注 “20000mAh”，实际输出电压为 5V，能量为 5 V×20 Ah=100 Wh，但按电芯电压 3.7V 计算为 74Wh，存在虚标。
- 避坑技巧：
- 优先选择标注 Wh 的产品。
- 若仅标 mAh，需确认电压（如询问卖家输出电压下的实际容量）。
4.3 不同电池类型的比较
- 锂电池：能量密度高（约 150~250Wh/kg），适合便携设备。
- 铅酸电池：成本低、安全性高，但能量密度低（约 30~50Wh/kg），适合电动车。
- 磷酸铁锂电池：循环寿命长（>2000 次），适合储能系统。
5. 总结与建议
- 选择原则：
- 同类电池（如手机电池）：直接比较 mAh。
- 跨类型电池（如锂电池与铅酸电池）：必须比较 Wh。
- 关键公式：Wh=1000mAh×V或mAh=VWh×1000
- 应用场景：
- 航空出行：以 Wh 为标准，避免超规。
- 设备续航：结合功耗（W）与电池 Wh，计算使用时间。