Comparative Analysis of Cell Design: Form Factor and Electrode Architectures in Advanced Lithium-Ion Batteries
Notice bibliographique
Résumé
This review investigates how cell form factors (cylindrical, prismatic, and pouch) and electrode architecture (jelly-roll, stacked, and blade) influence the performance, safety, and manufacturability of lithium-ion batteries (LIBs) across the main commercial chemistries LiFePO4 (LFP), Li (NiMnCo)O2 (NMC), LiNiCoAlO2 (NCA), and LiCoO2 (LCO). Literature, OEM datasheets, and teardown analyses published between 2015 and 2025 were examined to map the interdependence among geometry, electrode design, and electrochemical behavior. The comparison shows trade-offs among gravimetric and volumetric energy density, thermal runaway tolerance, cycle lifespan, and cell-to-pack integration efficiency. LFP, despite its lower nominal voltage, offers superior thermal stability and a longer cycle life, making it suitable for both prismatic and blade configurations in EVs and stationary storage applications. NMC and NCA chemistries achieve higher specific energy and power by using jelly-roll architectures that are best suited for tabless or multi-tab current collection, enhancing uniform current distribution and manufacturability. Pouch cells provide high energy-to-weight ratios and flexible packaging for compact modules, though they require precise mechanical compression. LCO remains confined to small electronics owing to safety and cost limitations. Although LFP’s safety and affordability make it dominant in cost-sensitive applications, its low voltage and energy density limit broader adoption. LiMnFePO4 (LMFP) cathodes offer a pathway to enhance voltage and energy while retaining cycle life and cost efficiency; however, their optimization across various form factors and electrode architecture remains underexplored. This study establishes an application-driven framework linking form factors and electrode design to guide the design and optimization of next-generation lithium-ion battery systems.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».