隨著 Ni 含量增高，熱穩定性變差。根據《高鎳三元正極材料失效機制與改性》介紹，材料的熱穩定性能與其安全性能密切相關，高鎳正極材料在充放電過程中會產生一部分Ni4+，而高價態 Ni4+具有很強的氧化性，可以氧化電解液中的成分，產生一系列的副反應和 Ni4+→Ni3+或 Ni2+的還原反應，為了補償 Ni價態變化中電荷的損失，O2-會以氧氣形式進行釋放。因此，相比低鎳正極材料，高鎳材料會脫出更多的Li+，生成更多強氧化性的高價態 Ni4+，造成電池熱穩定性能下降。此外，該材料不僅只有過渡金屬元素在充放電過程中參與氧化還原反應，而且晶格中的負氧離子也參與電化學反應，在長期循環過程中易產生氧氣，可能會與電解質發生反應，從而使它們具有極為復雜的電荷補償及結構老化失效機制，導致結構和成分的快速失效，甚至引發電池熱失控。同時，該類材料在電化學循環過程中易出現不斷的電壓衰減情況，導致其能量密度持續下降，嚴重制約大規模應用。