Un watt-heure est exactement 3 600 joules, car une heure est 3 600 secondes et un watt est un joule par seconde. C'est à cette échelle que les batteries sont spécifiées, et c'est là que le chiffre d'ampère-heure imprimé sur une cellule devient finalement une énergie.
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Le watt-heure est une unité d'énergie formée à partir d'une puissance et d'un temps. Ce n'est pas une unité SI, mais c'est l'unité naturelle pour tout ce qui fournit de l'énergie à un rythme constant sur une période connue. Son importance dans les batteries vient d'une subtilité : la capacité d'une batterie est généralement imprimée en ampère-heures ou en milliampère-heures, ce qui est une charge et non une énergie. Pour obtenir des watt-heures, vous devez multiplier par la tension. Une batterie externe de 5 000 mAh à 3,7 V stocke 18,5 Wh, soit 66 600 joules — et la même 5 000 mAh à 12 V stockerait plus de trois fois plus.
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Le facteur est exactement 3 600. Le calcul de la batterie est celui qui mérite d'être écrit : les watt-heures sont égales aux ampère-heures multipliées par les volts. C'est pourquoi les restrictions des compagnies aériennes sur les batteries au lithium sont indiquées en watt-heures plutôt qu'en milliampère-heures — 100 Wh est la limite habituelle pour les bagages à main — et pourquoi une batterie externe étiquetée uniquement en mAh a besoin de sa tension avant que quiconque puisse dire si elle est autorisée à bord.
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Batteries de toutes sortes : téléphones, ordinateurs portables, outils électriques, vélos électriques et stockage sur réseau. Les réglementations aériennes et maritimes pour les cellules au lithium utilisent les watt-heures comme quantité seuil. Les systèmes solaires à petite échelle et hors réseau sont dimensionnés en watt-heures par jour. En physique et en ingénierie, le joule est utilisé à la place, de sorte qu'une fiche technique de batterie et un modèle énergétique de système expriment souvent la même quantité dans des unités différentes sur des pages opposées.