什么是电池容量计算器?
这个工具可以把电池标称的电荷容量(单位为毫安时,mAh)换算成能量容量(单位为瓦时,Wh)。mAh 反映的是电池能存多少电荷,而 Wh 反映的才是电池实际储存了多少能量——对于工作电压不同的电池来说,用 Wh 来比较更公平、更直观。计算器同时还会给出安时(Ah)和千瓦时(kWh)。
如何使用
输入电池的容量(mAh,大多数电芯和充电宝上都印有这个数值)以及标称电压(伏特,V)。单节锂离子电芯通常为 3.7 V,USB 充电宝内部电芯同样是 3.7 V,而 AA 镍氢(NiMH)电池约为 1.2 V。点击计算,即可看到以瓦时为单位的能量。
公式解析
换算其实很简单:
$$\text{Wh} = \left(\frac{\text{mAh}}{1000}\right) \times \text{V}$$先把 mAh 除以 1000 换算成安时(Ah),再乘以电压,就把电荷量换算成了能量。其原理在于:能量(瓦时)= 电荷量(安时)× 电位差(伏特)。
实例演算
一个标称 10,000 mAh 的充电宝,内部采用 3.7 V 电芯。
$$\text{能量} = \frac{10{,}000}{1000} \times 3.7 = 10 \times 3.7 = \mathbf{37\ \text{Wh}}$$请注意,这只是电芯内部的能量;由于升压转换会有损耗,通过 5 V USB 实际输出的能量会更低。
常见电池类型的标称电压
要将容量从毫安时 (mAh) 转换为能量瓦时 (Wh),你必须乘以电池的标称电压——放电过程中的平均电压。电芯或电池组的标签通常标注这个标称值。常见的数值列在下面。
| 电池/电芯类型 | 化学成分 | 标称电压 |
|---|---|---|
| 锂离子电池(单节电芯) | 锂离子 | 3.7 V |
| 锂聚合物 (Li-po) | 锂离子聚合物 | 3.7 V |
| 18650 / 21700 电芯 | 锂离子 | 3.6–3.7 V |
| 磷酸铁锂 (LiFePO4)(单节电芯) | 磷酸铁锂 | 3.2 V |
| 镍氢/镍镉 (如 AA、AAA) | 镍金属氢化物/镍镉 | 1.2 V |
| 碱性 AA / AAA | 碱性(锌锰) | 1.5 V |
| 铅酸电池(单节电芯) | 铅酸 | 2.0 V |
| 铅酸汽车/SLA 电池组 | 铅酸(6个电芯) | 12 V |
对于多节电池组,将单节标称电压乘以串联的电芯数量。例如,3节串联 (3S) 锂离子电池组是 \(3 \times 3.7 = 11.1\) V,而 12 V 铅酸电池是 \(6 \times 2.0 = 12\) V。
常见问题
为什么充电宝实际可用的 mAh 比标称值低?充电宝是按电芯的 3.7 V 来标注容量的,但对外输出时是 5 V。经过升压转换损耗后,实际可用电荷量大约只有标称数字的 60%–70%。
电压该填多少?请填写电池的标称电压:大多数锂离子电池为 3.7 V,镍氢(NiMH)电池为 1.2 V,碱性 AA/AAA 电池为 1.5 V。
Wh 和 kWh 是一回事吗?不是——\(1\ \text{kWh} = 1000\ \text{Wh}\)。为方便起见,计算器会同时显示这两个数值。