Перейти к содержанию

Ёмкость аккумулятора и батарейки

На аккумуляторе 18650 написано 3350 мА·ч, на пауэрбанке — 10 000 мА·ч. Это ёмкость: сколько заряда элемент отдаёт до заданного конечного напряжения. Но одно число без условий мало что говорит — ёмкость зависит от тока, температуры и порога разряда.

Обновлено Редакция GAW

Ёмкость аккумулятора или батарейки (battery capacity) — электрический заряд, который элемент отдаёт при разряде от полного состояния до заданного конечного напряжения при оговорённых токе и температуре. Измеряют в ампер-часах или миллиампер-часах; это единица заряда:

1 А⋅ч=3600 Кл,W [Вт⋅ч]=Q [А⋅ч]⋅Uном.1\ \text{А·ч} = 3600\ \text{Кл}, \qquad W\,[\text{Вт·ч}] = Q\,[\text{А·ч}] \cdot U_\text{ном}.

Множители — по NIST SP 811. Энергия в ватт-часах учитывает напряжение и поэтому лучше подходит для сравнения элементов разной химии и сборок из нескольких банок.

Какую ёмкость пишут в даташите

У Panasonic NCR18650B три числа: номинальная (rated) ёмкость не меньше 3200 мА·ч при 20 °C, ёмкость не меньше 3250 мА·ч и типичная 3350 мА·ч при 25 °C. На корпусе и в рекламе обычно стоит типичная — самая большая. Энергия типичного элемента — 3350 мА·ч × 3,6 В ≈ 12,06 Вт·ч.

От чего зависит

  • Ток разряда. У щелочного Energizer E91 при разряде до 0,8 В при 21 °C — около 3000 мА·ч при 25 мА, 2000 при 250 мА и лишь около 1500 мА·ч при 500 мА (по диаграмме даташита). Чем больше ток, тем раньше напряжение падает до порога из-за внутреннего сопротивления.
  • Конечное напряжение. Если прибор отключается при 1,1 В, а не при 0,8 В, он возьмёт от батарейки заметно меньше паспортной ёмкости.
  • Температура и химия. Panasonic нормирует ёмкость при 20 и 25 °C, Energizer — при 21 °C. Химия решает, насколько ёмкость падает с током: литиевая батарейка Energizer L91 при разряде до 0,8 В отдаёт около 3500 мА·ч при малом токе и около 3300 мА·ч при 1000 мА, а щелочная при 1000 мА — около 1000 мА·ч (по графику даташита L91).
ЭлементНапряжениеЁмкостьЭнергия
NCR18650B, тип.3,6 В3350 мА·ч12,06 Вт·ч
Сборка 3S2P из NCR18650B (наш расчёт)10,8 В6700 мА·ч72,4 Вт·ч

Не путать ёмкость батареи с ёмкостью конденсатора: у конденсатора это отношение заряда к напряжению в фарадах, а у батареи — сам отдаваемый заряд. Химия и выбор элементов — в статье «Аккумуляторы и батарейки», пересчёт мА·ч, Вт·ч и джоулей — в конвертере энергии, время работы от батареи — в калькуляторе времени работы.

Частые вопросы

Как перевести мА·ч в Вт·ч?

Умножить на номинальное напряжение элемента и разделить на 1000: у Panasonic NCR18650B 3350 мА·ч × 3,6 В = 12,06 Вт·ч. Для сравнения аккумуляторов с разным напряжением, например банки 3,6 В и сборки 7,2 В, сравнивают именно ватт-часы.

Почему пауэрбанк на 10 000 мА·ч не заряжает телефон на 10 000 мА·ч?

Ёмкость пауэрбанка указывают для его элементов при 3,6–3,7 В, а на выходе USB 5 В. 10 000 мА·ч × 3,7 В = 37 Вт·ч, при 5 В это 7400 мА·ч ещё до потерь преобразователя. Пересчёт делает конвертер энергии.

Почему батарейка отдаёт меньше ёмкости при большом токе?

Из-за внутреннего сопротивления и химии: при большом токе напряжение раньше падает до конечного. У щелочного Energizer E91 при разряде до 0,8 В ёмкость около 3000 мА·ч при 25 мА и только около 1500 мА·ч при 500 мА. Литиевая батарейка Energizer L91 при 1000 мА сохраняет около 3300 мА·ч.

Источники

  1. Panasonic (SANYO Energy). NCR18650B Lithium Ion, datasheet, version 13.11 R1 — номинальное напряжение 3,6 В; ёмкость мин. 3250 мА·ч, тип. 3350 мА·ч при 25 °C; номинальная (rated) ёмкость мин. 3200 мА·ч при 20 °C; плотность энергии 676 Вт·ч/л, 243 Вт·ч/кг; заряд CC-CV 1625 мА, 4,20 В
  2. Energizer. E91 AA alkaline, Product Datasheet (Form No. E91NA1018) — диаграмма ёмкости при непрерывном разряде до 0,8 В при 21 °C: около 3000 мА·ч при 25 мА, 2500 при 100 мА, 2000 при 250 мА, 1500 мА·ч при 500 мА (значения считаны с диаграммы)
  3. Energizer. L91 Ultimate Lithium AA, Product Datasheet (Form No. L91GL1222) — график ёмкости при постоянном токе до 0,8 В, 0…1000 мА, 21 °C: литиевый — около 3500 мА·ч при малом токе и около 3300 мА·ч при 1000 мА, щелочной для сравнения — около 2800 и 1000 мА·ч (значения считаны с графика)
  4. NIST Special Publication 811 (2008). Guide for the Use of the International System of Units (SI) — B.8: ампер-час = 3,6·10³ Кл; ватт-час = 3,6·10³ Дж

Нашли ошибку?

Смотрите также