Обозначение ёмкости аккумуляторов¶

mAh (миллиампер-час) — единица измерения электрической ёмкости аккумуляторов и батарей, соответствующая электрическому заряду, который источник тока отдаёт при токе разряда 1 миллиампер в течение одного часа. Обозначение «mAh» (или «мА·ч») наносится на корпусы аккумуляторов, в характеристики мобильных телефонов, ноутбуков, пауэрбанков и иных портативных устройств и указывает, какой суммарный заряд способен накопить и отдать элемент питания.

¶Физический смысл

Электрический заряд Q определяется произведением тока I на время t разряда: Q = I · t. Если аккумулятор стабильно отдаёт ток 1 мА в течение 1 часа, его ёмкость равна 1 мА·ч. Практические значения для современных портативных устройств составляют от нескольких сотен мА·ч (беспроводные наушники, смарт-часы) до 20 000 мА·ч и более (пауэрбанки, ноутбучные батареи).

Для полной характеристики ёмкости важна единица СИ — кулон (Кл): 1 мА·ч = 3,6 Кл. В расчётах электрической энергии ёмкость умножают на номинальное напряжение. Так, аккумулятор ёмкостью 5000 мА·ч при номинальном напряжении 3,7 В (литий-ионная химия) запасает около 18,5 Вт·ч (ватт-часов) энергии. Именно поэтому в характеристиках авиакомпаний и ноутбуков часто фигурируют ватт-часы, а не миллиампер-часы: Вт·ч позволяет сравнивать батареи с разным напряжением.

¶Типичные значения

¶Зависимость от условий разряда

Заявленная ёмкость аккумулятора измеряется при определённых условиях: температуре (обычно 20–25 °C) и токе разряда (часто 0,2C — то есть ток, в 5 раз меньший номинальной ёмкости, выраженной в ампер-часах). При увеличении тока разряда эффективная ёмкость снижается из-за роста внутреннего сопротивления и нагрева элемента. При понижении температуры ёмкость также падает: литий-ионные аккумуляторы при −20 °C могут терять до 30–50 % от паспортного значения. Поэтому время автономной работы устройства при заявленной ёмкости батареи зависит от режима эксплуатации.

¶Ёмкость и реальное время работы

Миллиампер-часы сами по себе не определяют время работы устройства: необходимо учитывать средний потребляемый ток. Смартфон с батареей 4000 мА·ч при среднем потреблении 400 мА проработает около 10 часов, а при активном использовании камеры и игр с током 1500 мА — менее 3 часов. Для сравнения разных устройств производители иногда указывают время работы в часах при определённом сценарии использования.

¶Особенности обозначений

На аккумуляторах также встречается обозначение Wh (ватт-час) — единица электрической энергии, произведение напряжения на ёмкость в ампер-часах. На авиарейсах действуют ограничения на перевозку запасных аккумуляторов: обычно разрешены элементы ёмкостью до 100 Вт·ч (что для стандартного литий-ионного элемента 3,7 В соответствует примерно 27 000 мА·ч). Элементы от 100 до 160 Вт·ч перевозятся только с разрешения авиакомпании.

Обозначение mAh не следует путать с mA (миллиампер) — единицей силы тока, или с mAh на корпусах старых щелочных элементов, где оно иногда означало ток длительного разряда в режиме часового теста.

¶Измерение и деградация

Фактическую ёмкость аккумулятора определяют с помощью приборов-капацитомеров, полностью заряжая элемент и разряжая его с фиксированным током до отсечного напряжения. С течением времени ёмкость литий-ионных аккумуляторов снижается: после 500–800 полных циклов заряд-разряд батарея обычно сохраняет 70–80 % от первоначальной ёмкости. Это объясняется деградацией электродных материалов и ростом внутреннего сопротивления. Поэтому на старых устройствах время автономной работы уменьшается, даже если заявленная ёмкость в характеристиках не изменилась.

Источники:

• ГОСТ Р МЭК 61960 — стандарт на измерение ёмкости портативных аккумуляторов
• Техническая документация производителей литий-ионных аккумуляторов (Samsung SDI, LG Chem, ATL)
• «Справочник по химическим источникам тока», под ред. Д. Г. Тарасова