Verwirrende mAh und Wh Angabe bei Powerbanks (3,7V oder 5V)

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Ich glaube das verwirrendste Thema im Bereich der Powerbanks und Akkus ist sicherlich die Kapazitätsangabe. 99,9% aller Hersteller geben die Kapazität einer Powerbank in mAh also Milliamperestunden an.

Diese Angabe ist allerdings an sich NICHTSSAGEND!

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Bei Fernsehern, Lampen usw. wird ja auch die Leistung nicht in Ampere angegeben, sondern in Watt, aber warum?

 

Spannung * Strom = Leistung

Um die genaue Menge an elektrischer Leistung zu messen, benötigt man zwei Werte, Spannung und Strom.

Die Angabe mAh gibt uns aber nur eine dieser Informationen nämlich den Strom (Strom = Ampere) aber nicht bei welcher Spannung.

Wenn auf einer Powerbank 10000mAh Kapazität steht, wissen wir nicht bei welcher Spannung diese Kapazität gemessen wurde.

Hier das ist das Problem und der Grund für viel Verwirrung.

Viele Nutzer wissen, dass USB im Normalfall eine Spannung von 5V hat, dementsprechend ist diese Kapazität doch auch sicherlich bei 5V angegeben?! Kaufst du dir einen USB Tester gibt dieser den mAh Wert auch bei 5V an.

Ich habe nun über 100 Powerbanks getestet und bei KEINER war die Angabe bei 5V. Die Kapazitätsangabe bei Powerbanks bezieht sich immer auf 3,7V!

In der Praxis macht dies einen großen Unterschied. Misst du bei 5V und der Hersteller gibt bei 3,7V an, dann ist dein Messwert 26% kleiner, obwohl die Kapazität die gleiche ist. Denn dein Messergebnis ist zwar kleiner, aber du hast bei einer höheren Spannung gemessen als der Hersteller.

Dieses Problem wäre bei Schnellladestandards sogar noch verschärft! Misst du nicht bei 5V sondern bei 20V ist der mAh Wert noch einmal 4x kleiner, trotz gleicher Leistung.

 

3,7V bei Powerbanks

Warum ist aber die Kapazität von Powerbanks immer bei 3,7V angegeben? Lithium-Ionen Zellen besitzen eine Standardspannung von 3,7V oder 3,6V, ähnlich wie auch AA Batterien eine normale Spannung von 1,5V haben und AA Akkus von 1,2V.

Diese Lithium-Ionen Zellen sind meist in Powerbanks verbaut. Der Hersteller einer 10000mAh Powerbank hat also eventuell 5x 2000mAh@3,7V Akkuzellen verbaut, also hat er am Ende eine 10000mAh Powerbank, klingt logisch.

Misst du dann am 5V USB-Port hast du aber wieder ein niedrigeres Messergebnis als 10000mAh, aufgrund der höheren Spannung.

 

Lieber in Wh messen

Eine genauere Messeinheit ist Wh also Wattstunden. Wh errechnet man indem man die Spannung mit der Kapazität multipliziert (P= U*I).

Heißt, Wh ist eine nicht schwammige Angabe da hier Spannung und Strom in einem Wert kombiniert ist.

Beispiel der Anker PowerCore 5000 hat laut Hersteller 5000mAh Kapazität, wenn man nun auf die Beschriftung der Powerbank schaut, findet man aber sowohl die Angabe 5000mAh wie auch 18,5Wh.

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18,5Wh/5V = 3,7Ah = 3700mAh

Das heißt bei 5V hätte diese Powerbank nur 3700mAh!

Solltet Ihr Euch nun einen „billigen“ USB Kapazitätstester kaufen wird Euch dieser natürlich einen sehr niedrigen Wert anzeigen da dieser bei 5V Spannung misst.

Wenn wir nun diese 18,5Wh durch 3,7V teilen, kommen wir wieder auf die vom Hersteller angegebene Kapazität.

Aufgrund von diesem Problem rechnen beispielsweise Notebook oder Werkzeughersteller fast immer in Wh. Wenn du dir einen Akku für einen Akkuschrauber kaufst, hat dieser beispielsweise 2,5Ah, also 2500mAh.

Dennoch hat dieser Akku natürlich mehr Kapazität als eine 2500mAh Powerbank, da die Spannung hier meist bei 18V oder 12V liegt.

Ähnliches gilt für Notebooks. Ein Dell XPS 13 9310 hat nur einen 3513 mAh Akku, allerdings bei 14,8V. Entsprechend sind dies 52Wh.

52Wh / 3,7V = 14054mAh@3,7V. Um den Akku des XPS 13 zu laden, würdest du also eine 14054mAh Powerbank benötigen (Effizienz usw. Außer Acht gelassen).

Also vergleiche lieber die Kapazität von Akkus, Powerbanks, Powerstations in Wh “Wattstunden”.

 

Betrug der Powerbank Hersteller!!!

“Ist es aber nicht Betrug, wenn die Hersteller die Kapazität absichtlich bei einer zu niedrigen Spannung angeben, wenn doch die Powerbanks über einen 5V Ausgang verfügen?”

Es ist verwirrend aber sicherlich kein Betrug! Denn das gleiche Spiel wird bei der Kapazität Eures Smartphone Akkus auch gespielt!

Als Beispiel verwende ich hier einfach mal den Akku eines Samsung Galaxy Note 3, weil man diesen noch so schön entfernen kann.

Laut Wikipedia hat der Akku eine Kapazität von 3200mAh, selbiges steht auch auf dem Akku.

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Ebenfalls auf dem Akku steht aber die Wh Angabe welche in diesem Fall 12,16Wh ist.

Rechnen wir mal kurz durch: 12,16Wh geteilt durch 5V = 2432mAh! Passt nicht….

Etwas ungewöhnlich hier ist die Kapazität bei 3,8V angegeben. 12,16Wh/3,8V = 3,2Ah bzw. 3200mAh

Die meisten Nutzer werden sicherlich die Kapazität einer Powerbank in Relation zur Kapazität Ihres Smartphone Akkus setzten.

Frei nach dem Motto eine 5000mAh Powerbank kann ein Smartphone mit 2500mAh Akku genau zweimal laden (wird in der Praxis nicht klappen da es hier noch Verlustleistungen gibt aber theoretisch gesehen passt das).

Dies stimmt weiterhin da bei beiden Geräten die Kapazität bei 3,6V oder 3,7V angegeben ist.

An dieser Stelle noch ein kleines Diagramm, um die Problematik der mAh Angabe zu verdeutlichen. Denn dank USB Power Delivery haben wir nicht nur 5V bei Powerbanks, sondern auch oft 9V, 15V oder 20V.

diagram

Messen wir hier die mAh Angabe ohne diese Umzurechnen wird es abenteuerlich! 27027mAh bei 3,7V ist die gleiche Kapazität wie 5000mAh bei 20V.

 

 

 

Bei Techtest immer 3,7V

Bei Techtest.org sind mAh Messwerte in Powerbank Tests immer auf 3,7V umgerechnet. Es ist zwar an sich nicht “sauber” Messungen bei z.B. 9V/1A bei 3,7V anzugeben, dennoch halte ich es gerade für die Vergleichbarkeit für sinnvoll.

Dieses Thema bei welcher Spannung der mAh Wert gemessen oder angegeben wurde ist sehr verwirrend. Beispielsweise Chip.de hat oft seine Werte bei 5V angegeben, um dann die Abweichung zur Herstellerangabe zu bemängeln. Allerdings gerade bei Messungen bei 9V oder 20V wäre es hier dem Normalnutzer schwer zu erklären, warum die mAh Angabe plötzlich so viel niedriger ist, obwohl die Kapazität die gleiche ist.

Hier z.B. Chip.de http://www.chip.de/artikel/Anker-PowerCore-26800-PowerPort-1-A1372-Powerbank-Test_96742799.html

Diese haben beim Anker PowerCore+ 26800 18.371mAh gemessen, ich hingegen 23938mAh bzw. 88,57Wh.

Wenn ich nun die 88,57Wh, die von mir gemessen wurden, umrechne (88,57Wh / 5V = 17,714Ah) sieht man, dass Chip.de beispielsweise die Kapazität bei 5V angibt.

18371mAh bzw. 17714mAh würde ich mal als ähnliches Ergebnis ansehen.

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Für die “Profis” gebe ich bei allen Messungen auch immer den Wh Wert an, welcher deutlich besser vergleichbar ist.

Genau genommen messe ich nur noch Wh und errechne daraus die Kapazität in mAh bei 3,7V.

Dies ist aus meiner Sicht deutlich genauer! Eine Powerbank gibt so gut wie nie genau 5V aus, sondern meist 5,1V oder 4,9V. Eine Powerbank die 10000mAh bei 4,9V liefert hätte so die gleiche Kapazität wie eine die 10000mAh bei 5,1V liefert, obwohl letztere eine minimal höhere Kapazität besitzt.

Was nun richtiger ist, lässt sich sicherlich lange diskutieren. Ich gebe meine Messwerte weiterhin in Wh an bzw. wenn in mAh dann bei 3,7V.

Hier scheint es ja unter den Herstellern von Powerbanks und Smartphone Akkus weitestgehend Einigkeit zu geben und dem füge ich mich.

Trotzdem würde ich am Ende raten, achtet vielleicht eher auf eine Wh Angabe anstelle auf mAh.   

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Michael Barton
Michael Barton
Hi, hier schreibt der Gründer und einzige Redakteur von Techtest.org. Vielen Dank für das Lesen des Beitrags, ich hoffe dieser konnte dir weiterhelfen. Mehr Informationen über den Autor

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12 Kommentare

  1. Hey, danke für Aufklärung! Wenn ich das richtig verstanden habe geht quasi bei Energieübertragungen Energie verloren. Da stellt sich mir die Frage welche Wattstunden-Angabe zu verwendest. Wie viel Wh du rein bekommst oder wie viel du wieder raus bekommst? Und wenn das zweite zutrifft, mit wie viel Volt und Ampere entlädst du die Powerbank?

    Danke 🙂

    • Hi, ja beim übertragen der Energie wie auch bei umwandlungsprozessen im Smartphone wie auch in der Powerbank geht Energie verloren.

      In meinen Tests gebe ich den Wert an (in Wh wie auch mAh) welche Energie ich aus der Powerbank entnehmen konnte. Ich messe diesen bei konstant 1A last und 5V.

  2. Ich habe mich jetzt auch schon länger mit diesem Thema beschäftigt, weil ich eine Powerbank zum laden meines Teufel Lautsprechers, des Notebooks und natürlich auch meines Handy suche. Die gibt es natürlich mit allen möglichen Adaptern und Steckern. Hab mir auch noch unwissend eine gekauft mit 20400 mAh und Ausgangsspannugen von 5 über 12 bis 24V! Aber dieser scheiß akku in der powerbank hat natürlich nur 3,7V. Da fühlt man sich schon verarscht was soll ich mit all den Steckern wenn so wie kein Gerät mit diesen 3,7V komlett aufgelanden wird?
    Jetzt noch eine Frage ich suche schon überall nach einer Powerbank mit einer höheren internen Akkuspannung. gibt es so etwas überhaupt ? Würde doch Sinn machen

    • Hi,

      was heißt verarscht. Die Akku Spannung ist intern fast immer 3,7V, wird dann aber für die Ausgänge per Step-up Spannungsreglerauf 5V oder mehr angehoben.

  3. Ich arbeite in einer Fahrradwerkstatt und habe eine Powerbank, die die Firma Magura mir im Rahmen einer Schulung geschenkt hat,
    zum Birnentester erweitert. USB-Stecker, ein wenig Kabel, zwei Krokodilklemmen angelötet, fertig ist der Birnentester.
    Da steht 5V drauf. Es sind aber nur 3,7.
    Damit kann ich herkömmliche Glühbirnen prüfen, bei LED funktioniert es auch, aber bei den immer noch oft anzutreffenden Halogenbirnen funktioniert das nicht.
    Stichwort Schwellenspannung?
    Nun würde ich gern eine neue Powerbank kaufen, die auch wirklich 5V abgibt.
    Woran erkenne ich eine Powerbank, die wirklich einen Output von 5V hat, was werden die Mitarbeiter im Elektrofachmarkt wohl sagen, wenn ich mit Messgeräten auflaufe?

    Wahrscheinlich muss ich da in den wirklichen Fachhandel, die Elektrodiscounter werden wohl mit der Fragestellung überfordert sein.

  4. Dirk, alle Powerbanks mit USB Ausgang haben 5 V , das ist beim USB-Anschluß spezifiziert. Wenn an deiner Powerbank ein USB-Stecker ist, dann sollte im Leerlauf oder bei kleiner Last auch 5 V anstehen.
    Leider brechen die Spannungen bei höheren Lasten zusammen, d.h. mehr als 2-3A oder sogar viel weniger wird die Powerbank nicht bringen, sollte die Halogenbirne mehr Strom brauchen, funtioniert die Powerbank nicht sie kann den Strom nicht liefern. Eventuell sind auch deine Anschlußleitungen zu lang oder zu dünn, die Halogenlampe ist sehr niederohmig, am hochohmigen Kabel fällt dann ein Teil deiner 5V ab dann bleibt nicht mehr viel für die Halogenlampe übrig. Sind Halogenlampen nicht für 12V ausgelegt? Dann funktioniert das mit den 5V sowieso nicht.

  5. Der wirkliche Betrug ist, dass in Powerbanks oft gebrauchte Akkus verbaut werden.
    Die haben hohe Selbstentladung, schwindende Kapazität, geringe Spannungslage.

  6. Hallo, in Ihrem Artikel stehen sehr gute und interessante Asführungen über Ladestrom und Ladespannung von Akkus, Powerbanks und Ladegeräten. Akkus haben meistens eine Spannung von 3,6 V oder 3,7 V, und Ladegeräte eine Spannung von ca. 5 Volt. Eine Powerbank müsste dann ja zum/Aufladen eines Handys ebenso 5 Volt liefern, da die Ladespannung immer etwas höher ist als der Akku. Wäre dann nicht zum Aufladen einer Powerbank ein Ladegerät mit
    ca. 7 V erforderlich?
    Und bei Ladekabeln – Ist ein langes Ladekabel mit 1,5 m oder 2 m immer mit Verlust von Ladestrom verbunden?
    Freundliche Grüße,
    Wolfgang

    • Das Ladegerät (Netzteil) hat 5 V am Ausgang, die werden in der Powerbank mit einem Linearregler (Low-Drop) oder Abwärtsregler (Step-Down) auf 3,7…4,2 V reduziert um den Akku zu laden.

      In der Powerbank ist außerdem ein Aufwärtsregler (Step-Up, Boost oder Invert) um die 3,7 V vom Akku auf 5 V hochzusetzen und das Handy zu laden.

  7. Außerdem habe ich bemerkt, dass Ladegeräte für Handys, mit 1,0 A, 1,2 A und 1,5 A Ladestrom, beim Aufladen einer Powerbank mit 10000 mAh Kapazität, alle sehr warm bis heiß geworden sind, nicht aber beim Aufladen vom Handy mit
    2500 mAh Kapazität.

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