[鋰電池] 行動電源的電池容量Wh怎麼計算? 能不能帶上飛機? (如何從行動電源的規格看細節)
最近獻慶的朋友問了些問題，
(1) 行動電源的電池容量Wh怎麼計算?
(2) 能不能帶上飛機?
行動電源的電池容量Wh怎麼計算
電池容量或電池能量的瓦時Wh是一個能量單位。表示瓦特W乘以小時h。
電池能量 E ，可由公式 E = P × t 計算得到，其中P為功率、t為時間。
而功率 P ，可由公式 P = I × V 計算得到，其中I為電流、V為電壓。
總和來說，可看為電池能量 E = P × t = I × V × t
很多人看公式就迷路、暈船了，這裡實際算給你看。
案例1 - 規格表有給完整資訊
下圖中，是行動電源規格表裡面，提到電池容量的部分。
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| 行動電源規格表截圖。 |
從電池容量那一列，可看到容量為12001 ~ 15000 mAh。給出了一個容量的範圍值，但數值來源不明，暫不討論(有人想知道的話，再來說吧)。
在最後一列的商品規格中，可看到 "電芯容量為13400 mAh / 3.6 V (48.24 Wh)"。
"48.24 Wh"，看來答案已經都給了。但我們還是要來自己算一下，增加信心。
這裡重新仔細看一下資料。
"電芯"指的就是行動電源裡面放的電池啦! 只是在儲能業界，通常稱電池模組的最小單位為"電芯"
這裡的 "電芯容量為13400 mAh / 3.6 V"，表示使用了3.6V的電芯，電芯的總額定容量為13400 mAh。規格表這裡的 "/" 不是指除法，只是分隔符號的概念。
使用公式 E = P × t = I × V × t 來計算容量，V=3.6 V這個有了，但是 I 跟 t 的資訊藏在哪裡?
其實 13400 mAh 應該拆解成 13400 m × A × h 來看，其中 m 表示千分之一、A是電流單位安培、h是時間單位小時。所以 I 跟 t 的資訊被整合在 13400 mAh裡面 (mAh或Ah是儲能業界通用的單位)。
E = P × t = I × V × t = 3.6 V × 13400 mAh = 48240 mAVh = 48240 mWh = 48.24 Wh
得到電池容量48.24 Wh，該值與規格表上給出的數值一致。
規格表上還有一行 "額定電容量 5 V 8000 mAh / 9 V 4000 mAh / 12 V 3000 mAh (行動電源需升壓轉換功率給手機充電的實際可用電量)"
接下來，我們來延伸計算一下
若以5 V 8000 mAh來算，則該電池有40 Wh
E = P × t = I × V × t = 5 V × 8000 mAh = 40000 mAVh = 40000 mWh = 40 Wh
若以9 V 4000 mAh來算，則該電池有36 Wh
E = P × t = I × V × t = 9 V × 4000 mAh = 36000 mAVh = 36000 mWh = 36 Wh
若以12 V 3000 mAh來算，則該電池有36 Wh
E = P × t = I × V × t = 12 V × 3000 mAh = 36000 mAVh = 36000 mWh = 36 Wh
Q: 算出這麼多Wh值，到底要看哪一個?
A: 以登機來說，看"48.24 Wh"這個值就好，也就是規格上面給的那個數字。
廠商是太貼心了，還提供了其他電壓的對應容量給顧客，但反而會造成判斷障礙。
PS: 行內人從電芯電壓3.6 V，可以大致判斷使用的是鋰三元電池。(鋰電池有很多種，鋰三元是其中一個分項)
想看更多，可參考之前演講的內容 https://doi.org/10.31224/osf.io/swcyg
這裡放上截圖當參考。
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| 鋰電池種類表。參考資料: https://doi.org/10.31224/osf.io/swcyg |
案例2 - 規格表沒給完整資訊
下圖中，是另一顆行動電源規格表裡面，提到電池容量的部分。
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| 行動電源規格表截圖。 |
從電池容量那一列，可看到容量為18001 ~ 21000 mAh。給出了一個容量的範圍值，但數值來源不明。
在最後一列的商品規格中，可看到 "電芯容量為20000 mAh (74 Wh)"。
"74 Wh"，看來答案已經都給了。但我們還是要來自己算一下，增加信心。
使用公式 E = P × t = I × V × t 來計算容量，V沒給，但是 I 跟 t 的資訊藏在20000 mAh中。
既然重要的額定電壓V沒給，那我們就用猜的。
規格表上有寫，使用"鋰聚合物電池"。一般而言，使用"鋰聚合物電池"的額定電壓為3.6~3.7 V
先用3.7 V來計算
E = P × t = I × V × t = 3.7 V × 20000 mAh = 74000 mAVh = 74000 mWh = 74 Wh
得到電池容量74 Wh，該值與規格表上給出的數值一致。表示我們猜中電池電壓。GOOD! ^_^
能不能帶上飛機?
這個問題，基本上就是看法規啦!
簡單查一下，就會看到，類似的問題有一堆回答了。
目前根據民航局規定，除了原本就安裝在電腦或手機內的鋰電池，其他電池一律禁止託運(所以行動電源不可以託運)，只能直接上機。行動電源和備用鋰電池限本人使用，拿去參展或販售一率不允許。另外，容量在100 Wh以下者沒有數量限制，容量在100 ~ 160 Wh者每人限制兩顆，超過160 Wh者不能帶。而除了民航局的規範外，7家航空公司也都有大同小異的規範，可參考下面連結。
REF:
感想
Q: 有朋友說，網路上已經一堆計算教學啦! 幹嘛還寫這個。
A: 雖然網路上很多教學了，但每個人有自己對問題的看法跟切入點。能把自己的觀點，表達出來，就是好事。
獻慶這裡算是多寫了一些科學跟工業上的解釋，去擴充一些知識。而且也提供一些案例還有問題處理，當作計算參考。
多一些不同的觀點或問題切入點，可以讓人去思考，得到除了標準答案外的許多東西，豐富自己的生活! ^_^
相關連結
Engineering integrations, potential applications, and outlooks of Li-ion batteries
GOOD! ^_^
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