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)是電動汽車應用項目中有前途的正極材料，然而，這些材料在循環過程中表現出快速的容量衰減和阻抗上升，以及熱穩定性差等問題。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構是不均勻的，給出了NCA在充電過程中結構變化示意圖。由于動力學的影響，粒子表面Li的脫出量更大，這就導致了結構的不穩定。

這些不穩定導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陰極材料結構的不穩定是對電池系統不利的根源。高溫加速循環測試表明，NCA陰極材料發生快速的功率衰減，主要是由于在表面生成了具有巖鹽結構非電化學活性類Ni0相。在過充電條件下（高脫鋰狀態或過充電）富鎳陰極材料形成一個復雜的結構，核的組成是層狀R3m結構，接下來是尖晶石結構而表面是巖鹽結構。這些相變伴隨著氧氣釋放，由于與易燃電解液反應可以加速熱失控，從而導致災難的發生。他們的研究結果表明，適當的表面涂層可能是提高電池壽命和電池穩定性的一個解決肓案。

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