電池的化學組成和外型尺寸非常多樣化，因此對於具體應用而言，很難明確選擇合適的電池。本文將介紹不同的標準，目的在協助工程師選擇適合其使用場景的電池。此外並將討論目前市面上常見的五種一次電池化學組成及其可能適合的應用領域。本文主要討論醫療健康應用，並提供採用一次電池的各種不同產品的適用指南。
選擇合適的一次電池可能需要在多個相互衝突的要求之間進行權衡。如果消費者希望電池容量夠大，能夠在較長時間內為裝置持續供電，並且輸出電壓範圍符合積體電路供電需求，通常會希望電池尺寸越精巧越好，以儘量縮小產品的整體尺寸。此外，還需要考慮成本、供貨情況和保存期限。基於工程師的職責，還必須考慮設計決策對環境的影響。為產品選擇的電池最終可能會被丟進垃圾掩埋場，並且之後便長期堆放在那裡很多年。為了協助設計人員正確選型，本文將重點關注常用的鹼性電池、鋰金屬電池、氧化銀電池和鋅空氣電池的化學組成，並評估其在一次性心電圖(ECG)胸貼設計中的使用情況。
一性電池與二次電池
一次電池和二次電池之間的主要區別在於一次電池不可充電，而二次電池可以充電。一次電池中發生的電化學反應是不可逆的。一旦陽極氧化，電池就無法再產生電能。而在可充電電池中，陽極可以被去氧。因此，電池可以充電並重複使用。
二次電池通常比一次電池昂貴，一般不會用於一次性系統。一次電池由於自放電電流較低，因此具有較長的保存期限，但是可充電的二次電池可以提供更多電量，尤其是在大電流應用中。
不同類型電池對環境造成影響的問題比較複雜。一方面，二次電池可重複使用，不需要經常更換，這表示產生的廢物更少。另一方面，二次電池含有可能對環境有害的危險物質。一次電池也含有危險物質(圖1)，但濃度更低，在比較此兩種類型的電池時，單就一個電池而言，二次電池比一次電池排放的溫室氣體多，產生的危險廢物多。然而，經過20次充電迴圈後，二次電池產生的廢物比一次電池少90%，因此被認為更加環保。
圖1 常見的一次電池
醫療應用標準
醫療應用電池必須滿足嚴格的安全和性能標準。針對醫療電氣設備的ANSI/AAMI ES 60601-1標準規定了電池必須符合的幾項監管標準，包括針對一次電池的IEC 60086-4和IEC 60086-5，以及針對家用和商用電池的UL2054。此外，還有針對不同應用的特定標準，例如針對電動牙刷的ISO 20127。
FDA對鋰電池也有具體要求，包括必須在經過UL認證的工廠生產，並且每個電池必須可溯源以便進行故障分析。除了正確選擇電池化學組成，還必須仔細審查電池製造商，以確保其符合FDA和IEC的相關應用法規要求。
電壓範圍
一次電池通常提供兩種電壓範圍：1.5V和3.3V。應選用哪個電壓範圍取決於具體應用(表1)。降壓轉換器通常比升壓轉換器更高效，電池調節器一般採用降壓－升壓轉換器，以盡可能提高電池的電壓範圍。然而，降壓－升壓轉換器通常有四個(而非兩個)開關，所以比降壓轉換器更大，並且需要更多的外部元件。
鹼性電池
鹼性電池具有較明顯的優勢，例如適合為電視遙控器或時鐘等類比電路供電，是最常用的一種一次電池。相較於其他電池化學組成，這些電池具有較高的內阻，內阻會隨著電池放電而增加。由於此一特性，鹼性電池通常不適合那些需要更高負載或具有不同工作週期和工作模式的數位電路。隨著電池物理尺寸減小，鹼性電池的內阻也會增大。因此，較高電流應用(例如具有大量LED和喇叭的玩具)可能需要使用1號電池(D cell battery)，其中的時鐘可由鈕扣型電池供電。一般認為鹼性電池的使用和儲存都比較安全，幾乎不用擔心爆炸或洩漏問題，而鹼性電池的監管標準也與鋰電池不同。
鹼性電池通常不用於醫療裝置，因為相較於其他電池化學組成，鹼性電池的功率輸出有限，且使用壽命短。在醫療應用中，鹼性電池可用於低成本血糖儀、溫度計和其他不常用、非關鍵功能的裝置中。
權衡外型尺寸/適配性/功能 保健醫療裝置電池選用有方(1)
權衡外型尺寸/適配性/功能 保健醫療裝置電池選用有方(2)