Eine Powerbank mit 20.000 mAh klingt nach viel, sagt für sich genommen aber nichts. Erst mit der Zellspannung von 3,7 Volt wird daraus eine Energiemenge: 74 Wattstunden. Bei 85 Prozent Wirkungsgrad des Wandlers bleiben davon 62,9 Wattstunden übrig, und ein Verbraucher mit 5 Watt läuft damit 12 Stunden und 35 Minuten.
Wer stattdessen die 20.000 mAh mit den 5 Volt der USB-Buchse multipliziert, kommt auf 100 Wattstunden und 20 Stunden Laufzeit – rund sechzig Prozent zu viel. Gut ein Drittel davon geht auf die falsche Spannung, der Rest darauf, dass der Wandler unter den Tisch fällt. Milliamperestunden sind eine Ladungsmenge, keine Energie. Mit der Leistung eines Geräts verrechnen lässt sich allein die Wattstunde.
Was die Zahl auf dem Aufkleber verschweigt
Zwei Akkus, auf beiden steht 5.000 mAh: Die einzelne Handyzelle mit 3,85 Volt enthält 19,25 Wattstunden, ein Notebook-Akku aus drei Zellen in Reihe mit 11,1 Volt enthält 55,5 Wattstunden. Fast dreimal so viel Energie bei identischer Zahl auf dem Etikett – die Milliamperestunde zählt nur die Ladung, und die sagt ohne Spannung nichts über den Energieinhalt.
Auf Powerbanks steht deshalb neben den mAh meist auch der Wattstundenwert. Im Flugverkehr ist er die maßgebliche Größe: bis 100 Wattstunden ohne Rückfrage, zwischen 100 und 160 Wattstunden nur mit Zustimmung der Fluggesellschaft, darüber gar nicht. Und immer im Handgepäck – im aufgegebenen Koffer sind Powerbanks verboten. Unsere 20.000 mAh liegen mit 74 Wattstunden klar unter der ersten Grenze, obwohl die große Zahl auf der Verpackung anderes suggeriert.
Nennenergie und nutzbare Energie
Zwischen Zelle und Buchse sitzt ein Aufwärtswandler, der die 3,7 Volt der Zelle auf die 5 Volt des USB-Anschlusses hebt. Er arbeitet je nach Last mit 80 bis 90 Prozent Wirkungsgrad, der Rest wird Wärme – deshalb steht der Wirkungsgrad als eigenes Feld im Rechner. Aus 74 Wattstunden Nennenergie werden bei 85 Prozent eben 62,9 Wattstunden, die tatsächlich am Kabel ankommen.
Der Wert im Rechner bezieht sich nur auf diesen Wandler. Im Zielgerät geht beim Laden noch einmal Energie verloren. Ein Handyakku mit 15,4 Wattstunden – 4.000 mAh bei 3,85 Volt – wird von den 62,9 Wattstunden rechnerisch viermal voll, in der Praxis drei- bis viermal. Die schlichte Division 20.000 durch 4.000 verspricht fünf Ladungen und liegt damit systematisch daneben.
Was die Kälte kostet
Der Innenwiderstand einer Lithium-Ionen-Zelle steigt, sobald es kalt wird, und das wirkt auf zwei Wegen. Unter Last bricht die Spannung früher ein, das Gerät schaltet ab, obwohl noch Ladung in der Zelle steckt – die steht nach dem Aufwärmen wieder zur Verfügung. Ein kleinerer Teil der Energie wird im Innenwiderstand in Wärme umgesetzt und ist tatsächlich weg. Bei null Grad sind zwanzig Prozent weniger nutzbare Kapazität ein üblicher Wert, bei zweistelligen Minusgraden kann es die Hälfte sein.
Die Zahl aus dem Rechner gilt für Zimmertemperatur. Für den Winterbetrieb setzen Sie den Wirkungsgrad entsprechend herunter, etwa auf 65 Prozent, oder tragen gleich eine kleinere Kapazität ein. Und laden Sie nicht bei Minusgraden: Dabei schlägt sich metallisches Lithium auf der Anode nieder, was die Zelle dauerhaft schädigt. Ordentliche Ladeschaltungen fangen unterhalb von null Grad deshalb gar nicht erst an.