作者：Nexergy公司 Chris Turner 、Lon Schneider
對便攜式設備的生產(chǎn)商來說，給手持設備選擇合適的電池組是很困難的。因為電池的選擇會對設備的功能、型號、成本造成很大的影響。設計者面對著很多選擇，從簡單的鉛酸電池組到復雜的集成了電子安全、監(jiān)視和充電控制電路的鋰離子電池。
NiMH電池
這種電池的容量是同體積NiCd電池的兩倍，而重量更輕、更環(huán)保，且不需要電子安全設備。NiMH電池正在很多應用中替代鉛酸電池成為鋰離子電池和鉛酸電池的過渡品，而NiCd電池則專注于高速應用。
一般來說，在不使用的時候，這些電池在一年中至少要重新充一次電。并且，NiMH電池還要承受電壓下降導致的記憶效應。
鋰離子電池
相對于NiMH電池，鋰離子電池能提供1.5～2倍的電能容量，沒有記憶效應，自放電率只是鎳基電池的1/3。然而，鋰離子電池需要保護電路來限制電壓和電流。
直到最近，鋰離子電池還不適合電動工具和其他需要高放電率的設備。但是，有幾個電池制造商已經(jīng)開始制造具有高放電率的鋰離子電池。如使用納米技術，美國的A123系統(tǒng)公司就開發(fā)了一種具有5倍電流增益、10倍壽命，并能在5分鐘之內(nèi)充滿90％電池電量的鋰離子電池。這種電池是一個非常穩(wěn)定的電化學系統(tǒng)，能承受過充電或過放電而不發(fā)生熱崩潰，可作為傳統(tǒng)鋰化學電池安全耐用的替代品。
鋰聚合物電池
鋰聚合物電池比同重量的鋰離子電池有更高的能量密度，在任何占板面積下，鋰聚合物電池都能在過壓和高溫條件下給設計者提供很高的安全系數(shù)。
鋰離子電池電解液的沸點通常都很低，導致金屬外殼會在高溫條件下膨脹。比較起來，鋰聚合物電池的電解液就是一種凝膠體或沸點很高的固體，在高溫情況下就不易發(fā)生膨脹。
鋰離子電池對不當使用的承受能力要小于其他化學電池。此外，鋰離子電池必須滿足一些規(guī)定，比如電池如果包含超過8g的鋰就必須當作9級危險材料來運輸。
NiCd電池
NiCd電池比NiMH電池要便宜，是便攜式應用的高性價比選擇。其另一個吸引人的地方就是長生命周期和高放電率。
NiCd電池的化學性質(zhì)中有幾個缺點，最為重要的是Cd的毒性和比較低的能量密度。此外，如果NiCd電池重復地充放電，它的電壓和容量就會有明顯的變化。
密閉鉛酸電池（SLA）
密封鉛酸電池易于維護，自放電率低，價格也比可充電化學電池低。主要的缺點是能量密度低，因而變得非常笨重。
純鉛錫SLA非常適合小型摩托車、輪椅等戶外應用和其他需要寬溫度范圍的場合，而鉛鈣電池通常應用在待機電源系統(tǒng)或其他低成本電源中。
主要的電池
便宜和可隨意使用性使得堿性電池能被廣泛地應用。它有適中的漏電率，五年或更長的外殼壽命。但另一方面，其能量密度遠小于鋰電池，電解液也會在-20℃左右凍結。
鋰硫化物電池是傳統(tǒng)堿性電池的高端替代品，非常適合于用來平緩大脈沖電流，外殼壽命可達15年，能夠在-40～+60℃的溫度范圍內(nèi)工作。鋰二氧化錳電池具有較高的能量密度、可靠性和較長的外殼壽命。相對與鋰二氧化硫電池，它具有不易揮發(fā)和成本低等特點，可在性能和安全性之間提供一種良好的平衡。鋰二氧化硫電池在低溫度下具有高速率和良好的性能。這些特點使其成為軍用設備的通用之選，比如便攜式電臺、夜視儀器和緊急定位浮標。
鋰亞硫酰氯電池具有鋰離子電池中最高的能量密度，可使用15～20年，適用于具有低持續(xù)電流和需要緩和脈沖電流的應用中。
圖 幾種主要電池和可充電電池的能量密度
安全性一個劣質(zhì)的電池不能因為簡單地增加保護電路而變得安全，它很容易就會產(chǎn)生熱崩潰，摔在地板上或暴露在高溫下就會產(chǎn)生爆炸。但另一方面，如果沒有合適的裝置來及時地阻止過放電或充電、大的浪涌電流或電路短路，高能量密度電池也會處于不安全的狀況。
當保護電路因多種原因變得不太可靠的時候，電池組將需要一個后備安全系統(tǒng)，或至少一個專門的熱保護電路或器件。這樣，如果溫度升高到危險級別，熱熔絲或電子控制裝置將會關斷電池。
最理想的電池組應該具有容量、充電狀態(tài)相近的電池，并能夠通過電子元件在電池之間調(diào)節(jié)電量以達到平衡。
制造一個電池組需要很多設計和制造經(jīng)驗，以及對電池組元件組分的深入認識。一些OEM自己具備生產(chǎn)的能力，而另一些則將其交給專門的公司來生產(chǎn)。不管怎樣，大家的目標都是相同的，即生產(chǎn)最小、最輕、最具性價比的電池組，以安全和高效地滿足手持設備對電量傳遞的需要。
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