串联
要高电量的便携设备，一般是由两节或更多节电池串联起来的电池组供电。假如使用高电压的电池，导体和开关的尺寸可以做得很小。中等价位的工业电动工具一般使用电压为12V至19.2V的电池供电;而高级电动工具使用电压为24V至36V的电池，以获得更大的电力。汽车工业最终把启动器的点火电池电压从12V(实际上是14V)提高到36V，甚至是42V.这些电池组是由18节串联起来铅酸性电池组成。在早期的混合型汽车中，用来供电的电池组，电压为148V.比较新的车型所使用的电池组，电压高达450V至500V，大部分是镍基化学电池。一个电压为480V的镍金属氢电池组是由400节镍金属氢电池串联而成。有一些混合型汽车也用铅酸性电池做过试验。
42V的汽车用电池价格昂贵，而且，比起12V电池，它在开关上会出现更多的电弧。使用高电压电池组所带来的另一个问题，就是有可能遇到电池组里的某一节电池失效的情况。这就像一个链条，串联在一起的电池越多，出现这种情况的几率就越高。只要一节电池有问题，它的电压就会降低。到最后，一节断开的电池可能会中断电流的输送。而要更换坏电池也绝非易事，因为新老电池是互不匹配的。一般说来，新电池的容量要比老电池的高得多。
并联
为了得到更多的电量，可以把两个或者更多个电池并联起来。除了把电池并联起来，另一个办法是使用尺寸更大的电池。由于受到可以选用的电池的限制，这个办法并不适用于所有情况。此外，大尺寸的电池也不适合做成专用电池所要的外形规格。大部分的化学电池都可以并联使用，而锂离子电池最适合并联使用。由四节电池并联而成的电池组，电压保持为1.2V，而电流和运行时间则增大到四倍。
电池组的实例与电池串联相比，在电池并联电路中，高阻抗或开路电池的影响较小，但是，并联电池组会减少负载能力，并缩短运行时间。这就好比一个发动机只启动了三个汽缸。电路短路所造成的破坏会更大，这是因为，在短路时，出现故障的电池会迅速地耗尽其他电池里的电量，并引起火灾。
