在不久的将来，大多数便携系统还要依赖于现有的锂离子电池。所幸锂离子电池在成本、耐用性和能量容量方面正不断加以改善。但要注意那些“克隆”电池组可能为系统带来的风险。

     要 点

    锂离子电池将继续是便携式消费电子产品的主流电源，如膝上型电脑和手机。

    有些锂离子电池的充电电压和输出电压都会变化。

    会损坏老式电池组以及设备电路的较高的电压不得不防，需要对电池进行鉴定，防止用户换用老式或可能不安全的电池。对于依赖于电池或电池组的便携系统来说，系统 ic 日益增加的复杂性和速度以及由此产生对能量需求的增长提出了一系列问题：虽然 ic 可以跟上摩尔定律的工艺与速度浪潮，但电池技术的发展却落在了后面。10年内，锂离子电池的能量容量仅仅翻了一番多，从 1995 年的 280 whr/l(瓦小时/升)提高到 2005 年的 580 whr/l。与 ic 每 18 个月复杂度翻一番的速度相比较，我们就能看出便携设备功率需求与功率供给之间的失衡。

    尽管电池没有 ic 那么风光，但锂离子技术仍然取得了重大的进步。通过改变阳极和阴极的化学配制，锂离子电池制造商们正在增加电池的能量容量，使之更耐用，成本更低。然而，在制造商取得进展的同时，也出现了一些变化。系统设计师需要注意电池的配制，要懂得电池的充电电压和输出电压是不断变化的，它会影响系统的需求。

    锂离子并不是电池组中使用的唯一一种可充电电池。较老式但仍在普遍应用的还有 nimh（镍金属氢）和 nicd（镍镉）电池。锂离子电池在 1991 年面市，它是最新的技术，由于具有相对较低的成本和高能量密度的优势，所以能够攻城掠地（表 1）。（关于电池术语的定义，如“电池”（cell）和“电池组”（pack），见附文“电池的定义”。）

    是什么推动锂离子电池中的化学作用？除需要更高的能量密度以外，电池制造商还希望电池有更便宜的配制，以及更安全、更耐用。对电池阴极中的锂及其它化学成分的改变会影响到电池成本、容量、耐用性和电压。

    在今天的锂离子电池中，通常采用18650尺寸的圆柱型封装，阳极是石墨混合物，阴极则是锂、镍和钴的组合。当锂电池1990年代首次面市时，钴还相对较便宜，并且价格稳定。但10年后，钴的价格开始上升，电池制造商便研究新的阴极材料，以取代钴。

    micro power 公司是一家电池组开发商，它将多家制造商的电池组合成自己的电池组，公司产品营销工程师 robin tichy 称：“根据现有licoo2 (锂二氧化钴)配制基础上的锂电池路线图是，供应商正在逐步淘汰 2 ahr，2.2 ahr 正在量产，而 2.4ahr 正等待进入量产。”tichy 说制造商正在评估 2.6 ahr 技术以及规划 2.8 ahr 技术。她认为：“一旦达到 3 ahr，我们就实现了 18650 电池中锂二氧化钴的理论最大值。”

    tichy 还指出，除了相对较高的成本以外，钴的化学性质要比其它可用的阴极材料（例如镍和锰）更具发散性。她说：“与钴相比，镍不易发散，而且经济和化学稳定。但是它在充电循环效率上要差很多。锰很便宜，并且有安全的大电流速率放电能力。锰的缺点是能量密度差，在电解液中会轻微溶解。”

    第一个可能取代 18650 电池中锂二氧化钴的是采用固态 ncm 方案（镍钴锰）。锰与镍将部分替代被淘汰的钴材料，但不是全部，这样电池价格会更便宜，但不会增加能量密度。

    由于电池的电压是来自阳极和阴极之间的电位差，改变阴极材料就会改变电池的输出电压。虽然 ncm 配制只将电池电压升高约 0.1v，但这一变化已足以对主机设计造成影响。nca（锂-镍-钴-铝二氧化物）是继 ncm 之后的一种配制，它的电位差将更高。

    nca 配制来自松下公司，预计将于 2006 年底面市。据 tichy 称，该种配制与 ncm类似，但含有更多镍，并用铝代替了锰，这也意味着更不容易发散和出现爆炸性电位。“另一个优点是含镍越多，容量越高。”在 620 whr/l 时，nca 可提供业界最高的能量密度。相对应的是