關於手機電池以及充電寶相關引數，你理解對了嗎？

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出處：知乎

作者：Nachdi Phira

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我們用過很多手機和充電寶，

“iPhoneXS電池容量是2658mAh”

“某充電寶的電池容量10000mAh”

“iPhone自帶的充電頭支援5V1A充電”

“某快充充電寶支援18W快充”

可是你曾想過這些引數都代表什麼意思嗎？

今天我來跟大家聊聊。

在看之前希望大家帶著幾個問題來看：

1。XS電池容量是2658mAh，某充電寶是10000mAh，那是不是就代表這個充電寶可以給XS充電10000/2658=3。76次？

2。充電寶上的額定電壓3。7V是什麼意思？和其輸出電壓標明的5V2。1A當中的5V又是什麼關係？

【1】關於第一個問題，真相是這樣的：

我們看到手機上的電池容量2658mAh這個單位其實是電流流過一定時間透過的電荷數即電池容量（Q），但是這個電池容量（Q）和電池能量（W）可完全是兩個概念。舉個例子，充電寶和手機就像是兩個水桶中間連著一根管子，現在我告訴你充電寶電池的毫安時mAh實際上相當於告訴你水桶中水的流速和能流多少時間，但我卻沒有告訴你水管的橫截面積！因此你想計算充電寶這個“水桶”能給手機這個“水桶”裝多少水僅憑流速和時間是無法計算的。我們不如直接比較兩個水桶的容量，因為充電寶這個“水桶”不管你管子流速多少，也不管你管子粗細，只要這個“水桶”的容量知道了，我們就能知道給我手機這“水桶”裝多少水。水桶的容量就相當於電池的能量！之所以要引入電池能量（W）這個概念是因為我們生存的這個世界乃至整個宇宙都遵循一個基本定律：能量守恆定律。因此，我們把充電寶的“電量”傳到手機上的時候一定要以電池能量（W）來計算才有意義而非電池容量（Q）

根據電勢能（電池能量）公式W=UQ，即電能=電壓X電池容量。

所以，真正的電池能量（即電勢能）是需要在電池容量（mAh）上再乘以一個電壓（U），得出的單位為瓦時（Whr）的數值才是真正的電池能量！我們平時看到充電寶或者手機電池標明的是毫安時（mAh），嚴格來講，其實是不正確的，因為它沒有標明電壓，只不過是因為鋰電池的3。7V工作電壓是長久以來預設不變的，所以不考慮在容量計算中。另外一點，如果這個10000mAh的充電寶老老實實的標明37Whr估計也不怎麼好看，你會覺得這個容量好小啊！但是習慣不是一天能改變的，行業內未來的趨勢也說不定，畢竟鋰電池未來的發展還未見端倪，況且現在很多電腦、電瓶車的電池上面已經開始用瓦時Whr標明而不是毫安時mAh。

那麼我們繼續說，如果你拆開過iPhone XS的機身，看到電池背面的資訊，你會看到這樣的數值：3。81V == 10。13Whr，2658mAh。

看到了吧，這裡面有個3。81V，即iPhone正常工作時候的額定電壓！

那麼根據剛才的分析，iPhone XS真正的電池能量是W=UQ=3。81V乘2658mAh=10。13Whr即10。13瓦時，正如電池上所標註的那樣！

現在，我們再來看看那個10000mAh的充電寶

通常你都會看到10000mAh後面還會跟一個3。7V的電壓，這就是充電寶的標準工作電壓，和iPhone XS的額定電壓3。81V是接近的，那是因為手機和充電寶用的都是鋰電池，而鋰電池的工作電壓基本在3。7V左右，最高瞬時電壓可高達4。2V。

因此，根據剛才的公式，這個充電寶內電芯的電池能量（電勢能）W=UQ=3。7V乘10000mAh=37Whr。（至於5V2。1A 5V3A 9V2A 這些電壓是充電寶給手機充電的電壓，我們會在第二部分講到）

既然這樣，根據能量守恆定律，你充電寶電能是37Whr，我的iPhone電池電能是10。13Whr，那給iPhone XS充電，應該可以充37/10。13=3。65次吧？

答案是錯誤的，因為這裡面還涉及到能量損耗的問題。

如果你細心觀察，你會發現這個10000mAh的充電寶下面還會標明一個叫“額定容量”的東西，數值大概可能是這樣：6200mAh/5V。

這代表什麼意思呢？所謂額定，就是指的按照廠商在做這個充電寶時設計的條件下，如果給手機充電的電壓（即輸出電壓）是5V，那麼其能給到手機的容量就是6200mAh，那麼根據公式，W=UQ=5V乘6200mAh=31Whr，啊？這個數值和以10000mAh計算的理論容量37Whr差了6Whr，這6Whr就是損耗的那部分電池能量，這部分能量都用來幹啥了呢，主要用在包括但不限於化學能轉換為電能時的能量損耗、充電線發熱、充電寶發熱、充電寶晶片工作、晶片發熱，而這部分損耗是沒有人可以避免的，最起碼的，鋰電池的化學能不可能在沒有任何能量損耗的前提下完全轉化為電能。

到了這裡，你會問，那如果這時候再用刨除了損耗部分的額定能量31Whr除以iPhoneXS電池的能量10。13Whr=3。06次，總該對了吧？

答案是，差不多對了！但還可以再精確點，因為這裡面你還要考慮以下問題

第一，很多場景下，你在用充電寶給iPhone充電時候處於開機狀態，機器只要執行就會消耗電量

第二，充電寶的額定電壓是實驗室條件下的，但通常實際生活中限於電池損耗等情況，可能沒有那麼理想。

第三，充電寶電池轉換出來的電能不可能在沒有任何損失的情況下轉化為手機電池的化學能。

第四，如果這個充電寶還支援18W快充，那這個次數可能還會更少，因為快充帶來的是更多的發熱，發熱就意味著電能轉換為化學能的效率會變低。

所以，綜合上述原因，實際充電次數肯定比3。06次少。根據市場上多家充電寶的實驗室實測資料，目前10000mAh的充電寶是可以給iPhone XS充電2。5次左右。

如果廠商說可以充3-4次，那絕對是騙人的。

【2】第二個問題，充電寶的輸出5V2。1A代表什麼意思：

這裡面的5V和2。1A都代表了充電寶工作時候的最大電壓和電流，通常是協同工作的。

這和充電寶自己鋰電池的標準電壓3。7V不一樣，這個5V是靠充電寶內的晶片來驅動提升的。

當兩個資料都達到最大值時即該充電寶的最大輸出功率，例如某支援Type-c的PD快充充電寶支援5V3A的18W快充。

但這不代表充電過程中一直都是這個功率，其僅代表最大功率。手機端能接收多少功率完全在於手機本身晶片的調節。

你用18W的PD快充給iPhone 4充電，那它最高也只能是5W的功率，因為iPhone 4沒有支援快充的晶片去調節。

那麼支援快充的iPhone XS充電過程是如何的呢？是這樣的：在前50%時，晶片調節其可達到接收最大充電功率18W（根據蘋果官方宣稱可在30分鐘內充至50%電量），但過了50%，其充電功率開始下降，進入恆壓降流充電，等到80%以上，電流變得更小，手機基本不發熱。

這個是我對手機電池和充電寶引數的一些理解。

如果大家有什麼問題，歡迎討論！