需要高電量的便攜設備，一般是由兩節或更多節電池串聯起來的電池組供電。如果使用高電壓的電池，導體和開關的尺寸可以做得很小。中等價位的工業電動工具一般使用電壓為12V至19.2V的電池供電；而高級電動工具使用電壓為24V至36V的電池，以獲得更大的電力。汽車工業最終把啟動器的點火電池電壓從12V（實際上是14V）提高到36V，甚至是42V。這些電池組是由18節串聯起來鉛酸性電池組成。在早期的混合型汽車中，用來供電的電池組，電壓為148V。比較新的車型所使用的電池組，電壓高達450V至500V，大部分是鎳基化學電池。一個電壓為480V的鎳金屬氫電池組是由400節鎳金屬氫電池串聯而成。有一些混合型汽車也用鉛酸性電池做過試驗。

42V的汽車用電池價格昂貴，而且，比起12V電池，它在開關上會產生更多的電弧。使用高電壓電池組所帶來的另一個問題，就是有可能遇到電池組里的某一節電池失效的情況。這就像一個鏈條，串聯在一起的電池越多，出現這種情況的幾率就越高。只要一節電池有問題，它的電壓就會降低。到最后，一節“斷開”的電池可能會中斷電流的輸送。而要更換“壞”電池也絕非易事，因為新老電池是互不匹配的。一般說來，新電池的容量要比老電池的高得多。

我們來看一個電池組的實例，第三節電池僅產生0.6V的電壓，而不是正常的1.2V（圖1）。隨著工作電壓的下降，它比正常電池組更快地達到放電結束的臨界點，同時，它的使用時間也急劇縮短。一旦設備因電壓過低而切斷電源，其余三節仍然完好的電池就不能把所存儲的電量送出來了。這時，第三節電池還呈現很大的內阻，如果此時還帶有負載，那么，將會導致整個電池鏈的輸出電壓將大幅度下降。在一組串行電池中，一節性能差的電池，就像是一個堵住水管的塞子，會產生巨大的阻力，阻止電流流過去。第三節電池也會短路，這將使終端的電壓降低至3.6V，或者，使電池組鏈路斷開并切斷電流。一個電池組的性能是取決于電池組里最差的那塊電池的性能。