Die Struktur einer zylindrischen Lithium--Ionenzelle besteht typischerweise aus vier Hauptkomponenten-der Kathode, Anode, Separator und Elektrolyt-sowie Hilfskomponenten wie Gehäuse, Kappe, Dichtung und Sicherheitsventil.
Unter der Annahme identischer chemischer Systeme und Materialien verfügen zylindrische Zellen im Vergleich zu prismatischen Zellen und Pouch-Zellen über einen ausgereifteren Herstellungsprozess und bieten deutliche Vorteile in Bezug auf hohe Produktkonsistenz, erhöhte Sicherheit und geringere Kosten.
Basierend auf den physikalischen Abmessungen können derzeit allgemein verfügbare zylindrische Zellen auf dem Markt grob in kleinformatige und großformatige Typen eingeteilt werden. Zu den typischen kleinformatigen Zellen gehören die Modelle 18650 und 21700; In ihrer Nomenklatur geben die ersten beiden Ziffern den Durchmesser der Zelle an, während die folgenden beiden Ziffern ihre Höhe angeben. Großformatige zylindrische Zellen werden durch die Zelle 4680 der 46er-Serie veranschaulicht und umfassen auch Modelle wie die 34er-Serie (34110, 34120) und die 40er-Serie (40135).
Das „Full-tab“-Design (oder „tabless“) stellt eine der zentralen strukturellen Innovationen dar, die in großformatigen zylindrischen Batterien wie dem Modell 4680 zu finden sind. Bei dieser Konstruktion werden die Kanten der Stromabnehmer in eine bestimmte Form geschnitten, die beim Falten eine durchgehende leitende Endfläche bildet, die dann direkt mit der Stromabnehmerplatte verschweißt wird. Im Vergleich zu herkömmlichen Punkt--Kontaktlaschen vergrößert das Voll--Laschendesign die Stromleitungsfläche erheblich und verkürzt den Elektronenflussweg, wodurch der Innenwiderstand der Batterie erheblich verringert wird. Beispielsweise kann der Innenwiderstand einer 4680-Batterie mit dem Full-{9}}Tab-Design auf unter 15 mΩ reduziert werden. Dieses Design verbessert effektiv die Leistungsabgabe und die Schnellladefähigkeit des Akkus und erhöht gleichzeitig seine Energiedichte. Einige großformatige zylindrische Akkus im Full-{15}}Tab-Design unterstützen ultraschnelle Laderaten von bis zu 6 C.
Auf der Ebene der Batteriesystemintegration macht die Cell{0}}to-Chassis (CTC)-Technologie herkömmliche Batteriepakete und -module überflüssig, indem zylindrische Zellen direkt in die Fahrgestellstruktur des Fahrzeugs integriert werden, wodurch die Raumnutzungseffizienz um 10 bis 20 % verbessert wird.
