Batteriespezifikationen werden schnell verwirrend, weil die Hersteller Einheiten kombinieren, die unterschiedliche Dinge messen: Milliamperestunden und Amperestunden messen die elektrische Ladung, während Wattstunden die Energie messen. In diesem Artikel wird erklärt, wie die drei zusammenhängen, warum die Spannung das fehlende Element ist, das sie zusammenhält, und wie man jedes Gerät für die Aufgabe verwendet, für die es eigentlich gut ist – Telefonbatterien vergleichen, die Größe einer Powerbank bestimmen oder die Obergrenze für Handgepäckbatterien einer Fluggesellschaft überprüfen.
Ladung vs. Energie: Warum mAh allein nicht ausreicht
Eine Milliamperestunden-Angabe (mAh) sagt Ihnen, wie viel elektrische Ladung eine Batterie liefern kann, aber Ladung ist keine Energie. Zwei Batterien können beide eine Nennleistung von 5.000 mAh haben und dennoch sehr unterschiedliche Mengen an nutzbarer Energie speichern, wenn sich ihre Spannungen unterscheiden – eine 5.000-mAh-Zelle bei 3,7 V speichert 18,5 Wh, während ein 5.000-mAh-Akku bei 7,4 V (zwei Zellen in Reihe) bei gleicher mAh-Zahl doppelt so viel speichert, nämlich 37 Wh. Aus diesem Grund kann es irreführend sein, zwei Geräte nur anhand ihres mAh-Werts zu vergleichen, es sei denn, Sie kennen auch die Spannung. Aus diesem Grund sind Wattstunden (Wh) – die bereits die Spannung in die Zahl einfließen – die zuverlässigere Möglichkeit, die Energiekapazität verschiedener Batteriechemien und -konfigurationen zu vergleichen.
Konvertierung zwischen mAh, Ah und Wh
Die Umrechnung zwischen mAh und Wh erfolgt immer über die Spannung: Wh = mAh × V ÷ 1.000. Die Division durch 1.000 dient lediglich der Umrechnung von Milliampere in Ampere – wenn Sie bereits über die Kapazität in Amperestunden verfügen, vereinfacht sich die Formel zu Wh = Ah × V. Die Umrechnung zwischen mAh und Ah ist noch einfacher und erfordert überhaupt keine Spannung: 1 Ah ist definiert als genau 1.000 mAh. Die drei Registerkarten dieses Rechners spiegeln diese drei Umrechnungen direkt wider: mAh ↔ Wh (benötigt Spannung), Ah ↔ mAh (keine Spannung erforderlich) und eine Laufzeitschätzung, die die mAh → Wh-Umrechnung mit einer Last in Watt verknüpft.
Schätzung der Laufzeit einer Last
Sobald Sie die Energie eines Akkus in Wattstunden kennen, erhalten Sie durch Division durch die Leistungsaufnahme des Geräts in Watt eine Schätzung der Laufzeit in Stunden: Stunden = Wh ÷ W. Ein 20-Wh-Akku, der ein 4-W-Gerät mit Strom versorgt, sollte etwa 5 Stunden halten. Hierbei handelt es sich zwangsläufig um eine Schätzung und nicht um eine Garantie – es wird davon ausgegangen, dass die Last konstant bleibt und die Batterie 100 % ihrer Nennkapazität liefert, was in der Praxis jedoch nicht genau zutrifft. Echte Geräte verbrauchen unterschiedlich viel Strom (ein Bildschirm verdunkelt sich, ein Radio geht in den Leerlauf), und jeder Akku verliert im Laufe seines Ladezyklus aufgrund von Innenwiderstand, Temperatureffekten und einfacher Alterung etwas an nutzbarer Kapazität. Behandeln Sie die Laufzeitzahl als eine nützliche obere Planungszahl und nicht als eine im Labor verifizierte Spezifikation.
Warum Wattstunden für Schifffahrt und Reisen wichtig sind
Die meisten Fluggesellschaften und Schifffahrtsunternehmen regulieren Lithiumbatterien nach dem Energieinhalt in Wattstunden und nicht nach mAh, da Wh spannungsunabhängig ist und einen direkten Zusammenhang mit der Brandgefahr hat. Als Faustregel gilt, dass Ersatz-Lithium-Ionen-Batterien unter 100 Wh ohne Genehmigung der Fluggesellschaft mitgeführt werden können, Batterien zwischen 100 und 160 Wh benötigen in der Regel eine Genehmigung der Fluggesellschaft und alles über 160 Wh ist in Passagierflugzeugen in der Regel gänzlich verboten. Da auf Produktetiketten häufig nur mAh und Spannung angegeben sind (oder Wh ganz weggelassen werden), ist die Umrechnung von mAh × V ÷ 1.000 häufig die einzige Möglichkeit für Reisende, vor einer Reise zu überprüfen, ob eine Powerbank oder ein Ersatzakku für Kamera/Drohne unter die 100-Wh-Grenze fällt.