為了使電池具有高比能量，往往會采用高鎳三元，Hwang等研究高鎳正極材料時認為，雖然NCA高放電容量(約200mA·h·g-1)是電動汽車應(yīng)用項目中有前途的正極材料，然而，這些材料在循環(huán)過程中表現(xiàn)出快速的容量衰減和阻抗上升，以及熱穩(wěn)定性差等問題。他們用透射電子顯微鏡分析表征得到，充電時在NCA粒子表面的晶體和電子結(jié)構(gòu)是不均勻的，給出了NCA在充電過程中結(jié)構(gòu)變化示意圖。由于動力學(xué)的影響，粒子表面Li的脫出量更大，這就導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定。

這些不穩(wěn)定導(dǎo)致過渡金屬離子還原，通過失去氧維持材料電中性，因此在材料表面形成了新相及孔隙。對于富Ni陰極材料結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定是對電池系統(tǒng)不利的根源。高溫加速循環(huán)測試表明，NCA陰極材料發(fā)生快速的功率衰減，主要是由于在表面生成了具有巖鹽結(jié)構(gòu)非電化學(xué)活性類Ni0相。在過充電條件下（高脫鋰狀態(tài)或過充電）富鎳陰極材料形成一個復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，核的組成是層狀R3m結(jié)構(gòu)，接下來是尖晶石結(jié)構(gòu)而表面是巖鹽結(jié)構(gòu)。這些相變伴隨著氧氣釋放，由于與易燃電解液反應(yīng)可以加速熱失控，從而導(dǎo)致災(zāi)難的發(fā)生。他們的研究結(jié)果表明，適當?shù)谋砻嫱繉涌赡苁翘岣唠姵貕勖碗姵胤€(wěn)定性的一個解決肓案。

由于Li離子擴散受動力學(xué)因素影響，通過對三元材料體相摻雜和表面改性，改善材料動力學(xué)性能，增大鋰離子擴散系數(shù)是非常重要的。