可攜式通訊設備越來越小巧，正確地選擇電池是產品能否開發成功的重要關鍵。本文介紹了各種通訊設備對電池的要求，以及不同充電電池的優缺點及其適用場合，以便幫助工程師為可攜式設計選擇最佳電池方案。
在設計可攜式和無線通訊設備時，工程師有多種電池解決方案可以選擇，包括鎳氫電池(Ni-MH)、鋰離子電池、聚合鋰電池(PLB)和高級鋰電池(ALB)等。同時，隨著消費者對造型精美的小型可攜式通訊設備的需求日益成長，超薄型聚合鋰電池和聚合體電池越來越受歡迎。但是，對於不同的可攜式設備來說，它們適用的最佳電池方案也不相同。
沒有一種電池可適用於所有的可攜式產品。每種電池都有自己獨特的優點，在挑選時應認真考慮。不同的應用對電池有著不同的要求，不過有幾點是電池設計者應該考慮的：外型尺寸、電壓、能量密度、溫度性能、耗電率及充放電次數。
在筆記型電腦中的應用
工作時間是筆記型電腦設計首要考慮問題。由於筆記型電腦工作時溫度高、處理器速度快並具有CD-ROM和DVD等配置，它需要非常強大的功率，鎳氫電池幾乎無法滿足這些要求。鋰電池18650(直徑為18毫米，長度為65.0毫米)是目前市面上能量密度最高、同時最為經濟的電池，它用於多數筆記型電腦中。隨著超薄筆記型電腦和次筆記型電腦(sub-notebook)的日漸流行，棱柱形鋰離子電池也憑借其小巧的外形躋身筆記型電腦設計產業。
隨著各種超薄電池的出現，設計工程師開始研究如何將其更好地裝配到設備中。例如，PLB和ALB的厚度僅為3毫米，而且可降低至1毫米，十分適用於小型設備。因此，PLB或ALB可以嵌入到液晶顯示器(LCD)和筆記型電腦的外殼之間，它既可作為小型筆記型電腦的主電源，也可作為大型高階筆記型電腦主電源的備用電源。
多數領先的電源廠商同時生產LCD面板，結合這兩種技術它們可推出更具優勢的產品，而裝配廠商只需光顧一家供應商便可購到整合了LCD、電池和上蓋(top cover)的筆記型電腦的整個元件。
在手機中的應用
由於面臨著價格壓力，過去許多手機廠商都選用鎳氫電池以便降低成本。不過近年來手機已成為一種時尚物品，許多產品都具有可替換的個性化外殼及精美的外型。
隨著手機尺寸不斷減少，鎳氫電池的標準也從AA發展到AAA和長AAA。中低階手機開始採用棱柱型鎳氫電池，多數高階產品則選用棱柱型鋰電池。鋰電池的價格大幅降低後，它們迅速成為中階手機(有人甚至稱之為贈品手機)的標準配置。
ALB和PLB技術也在不斷發展。標準鋰電池的厚度為4.8毫米到14毫米，可滿足目前多數手機的要求。不過，整合了藍芽或MPEG4的新型超小產品和手機需要更多的空間來容納額外的電路，因此它們需要尺寸更小的ALB和PLB電池。這些電池的能量密度與棱柱型鋰電池相當，目前厚度僅為約3毫米。
當手機演變為一種整合了郵件收發、拍照、視訊和無線數據傳輸等功能的‘通訊工具’後，它們耗電更多、電池使用壽命更短，因而對電池的選擇也就更為嚴格。多數消費者都不希望由於增加了功能而縮短電池的使用壽命，因此手機設計工程師必須積極尋找方法提高電池電量。
在PDA中的應用
由於PDA的外形多變並且有多種電源可供選擇，工程師在設計時面臨的困難更大。他們必須考慮一系列問題，如：這款產品是否需要放進襯衫口袋中；是否具有網路連結功能；是否具有手機功能以及使用何種作業系統。設計者在選擇電池時，必須考慮所有這些問題。
第一個問題是選擇普通電池還是充電電池。對於一些不帶手機或網路功能的初級產品，在選擇時只需要考慮成本問題，因此鹼性電池是首選。如何設計PDA使之達到最佳價位已成為設計人員的一個主要目標。如果PDA內建可充電電池，其銷售價格勢必提高。如果PDA的價格超過了消費者的心理價位，他們便不會購買，因此製造商也可選用不可充電電池或產品本身不帶電池，而是讓消費者自己選擇。
目前市場上一些PDA產品具有上網、電話、MPEG、藍芽及MP3功能，會迅速地耗盡電池。如果這些產品選用的不是充電電池，那麼普通消費者便會成為電池‘消耗者’，他們不得不頻繁更換電池以便享用這些性能。此外，為了節省電池用量，消費者便會盡量不使用PDA的無線功能。PDA製造商最終都希望客戶能盡量使用這些無線功能，這樣透過它們與無線網路服務商的合作協議，可獲取一定收益來抵銷相關設備元件的成本，這點與手機廠商一樣。一旦這點成為事實，手機和PDA之間的界線便會變得模糊。
現在多數PDA採用鋰電池或ALB和PLB技術。那些可裝進襯衫口袋的小型設計可選擇ALB和PLB。設計工程師可將ALB和PLB嵌入PDA的塑膠外殼下，以便節省出盡可能多的空間，而這樣做僅會使總厚度增加3毫米。
各種電池的優缺點
1. 鎳鎘電池是本文提及的各種充電電池中最早開始量產的，因此它也最為堅固耐用。每塊鎳鎘電池的電壓為1.2V，多數應用需要多個電池串聯或並聯才能滿足要求。鎳鎘電池最讓人頭疼的問題是它具有記憶效應，這一點嚴重限制了它在高階設備中的應用。
考慮到回收和環保問題，鎳鎘電池在其它產品中的應用也較少。與其它電池相較，鎳鎘電池的耗電率、使用壽命都非常令人滿意，而且在極差的溫度條件下也能保持良好性能。但是，儘管鎳鎘電池比較經濟，它的電量也較低。相同的鎳鎘電池工作時間大約只有鎳氫電池的一半，因此多數鎳鎘電池都沈重且體積龐大。
2. 鎳氫電池沒有鎳鎘電池那麼堅固耐用，在能量密度上也無法與鋰電池競爭，但與鎳鎘電池相較它具有更佳的性價比。鎳氫電池的電壓與鎳鎘電池相同，每塊電池為1.2V。由於主要的電池應用市場如筆記型電腦及手機開始轉為使用鋰電池，鎳氫電池的研發有所放緩，從理論上說，現有鎳氫電池的電量也快接近其極限。因此，目前的研發主要是增強其耐用性，以便適用於電動工具和混合電動汽車等其它市場。
3. 從鋰電池開始量產至今已將近十年。由於日益成熟，鋰電池也變得更為堅固耐用，價格也有所下降。單個鋰電池的電壓為3.7V，與三節鎳鎘電池或鎳氫電池一樣。能量密度高和自放電低是鋰電池在市場上的成功法寶，目前這種電池還開發增加了許多新的性能。例如，鋰電池廠商正開發無需保護電路的產品，以便進一步降低其成本。
從結構來看，鋰電池可劃分為圓柱型和棱柱型兩種。圓柱型鋰電池是所有充電電池中能量密度最高的，它們的直徑通常為17-18毫米，長度為50-67毫米。由於筆記型電腦技術的更新換代緊跟半導體技術的發展，人們不斷開發能在一定的封裝中容納更高電量的鋰電池。在過去兩年間，18650鋰電池的電量從1,350mAh發展為1,600mAh、1,800mAh，目前已達1,950mAh。2002年還將發展到2,150mAh.
與圓柱型鋰電池相較，棱柱型鋰電池的外形較小，同時能量密度較低，它們主要用於薄型的筆記型電腦和手機。棱柱型鋰電池有各種外形，厚度從4.8毫米到14毫米不等，長度為40毫米到67毫米，寬度範圍則為30毫米到34毫米。
4. ALB電池與棱柱型鋰電池的電壓(3.7V)和能量密度大致相同，不過它採用一種超薄鋁箔封裝。由於其電解質不可燃燒，ALB比標準鋰電池安全，此外它在惡劣環境下性能較為穩定。
與鋰電池相較，ALB的主要優勢在於其超薄設計。ALB的厚度可薄至1毫米，電量則可高達1,500mAh(如圖2所示)。與PLB及棱柱型鋰電池相較，ALB電池不易膨脹(swell)(在惡劣條件下不到0.1mm)並具有極佳的低溫特性。例如，在攝氏零下20度時，ALB能保持超過50%的剩餘電量。
ALB不久前才實現量產，因此與鋰電池相較價格較高。不過，隨著合格率和產量不斷增加，價格便會逐漸下跌，因而與棱柱型鋰電池相媲美或超越後者。由於ALB技術還十分新穎，因此它的能量密度會不斷改進。
5. 除了電解質不同外，PLB技術幾乎與ALB技術完全一樣。PLB的電解質是聚合體，因此安全性更高，它不會像ALB那樣發生電解液洩漏情況。然而，儘管隨著研發的深入，PLB的性能會日益提高，但目前其低溫特性不佳，而且較易膨脹。
PLB的外形也十分小巧，它採用與ALB類似的鋁箔封裝，電量也與ALB大致相同。在許多應用中會同時使用PLB和ALB作為雙電源。
6. 今後三至五年內會出現更多的小型無線應用，IVR將成為無線頭盔式耳機和手錶式通訊器等超小可攜式設備的主要選擇。從本質上來說，IVR技術就是將一個鋰電池壓縮到硬幣大小的封裝中。
硬幣式鋰電池的電量有限(尺寸為3.2×30平方毫米時為140mAh到150mAh)，不過已足夠為這些小元件供電。儘管此項技術出現已有多年，但電池廠商目前才開始考慮量產，這主要是考慮到今後的需求較大。
電池技術的發展趨勢
目前，無線應用發展十分迅速。電池廠商所面臨的主要壓力是如何為今後的可攜式產品供電。預計今後的電池電量將會提高5到10倍，而目前只增加了10%到30%。
多數人認為今後會出現燃料電池。儘管燃料電池目前仍處於早期開發階段，它卻可以提供電池廠商渴望的電量。燃料電池投入使用後，在沒有電源的情況下，消費者只需將其可攜式設備插入一個燃料筒(如甲醇)便可進行連續充電。
如果將燃料電池與鋰電池、ALB或PLB電池結合使用，消費者便可在有電源時利用電源進行充電，在平地、森林或沙灘上時則將燃料電池的電量灌注到電池中，而不用擔心出現‘電池不足’的提示。從技術和生產困難來看，燃料電池最早也得到2004年才能進入市場。同時，廠商還將開發其它多種技術，如高級太陽能電池和動力電池，因而改變充電電池市場現有的局面。
隨著電池性能不斷改善以及各種新技術的推出，目前仍然沒有一種電池可滿足所有可攜式設備的需求，因而要選擇電池解決方案越來越困難。不過了解每種電池的優勢及不足對於一項新產品設計成敗十分關鍵。隨著產品設計越來越小、輕、薄，最終我們可利用各種電池技術和其外形來獲得一種更為接近訂制的電池解決方案。當各種無線產品越來越多時，原本傳統的電池開發也逐漸成為一項十分尖端的技術。
