從材料本身的結構來看，三元材料在相同數量的鋰離子下具有更低的分子量，因此其比容量高于鐵鋰，電池的能量密度也更高。
三元材料的晶體結構是層狀的。在充放電過程中，Li+被嵌入到MO6的層間結構中（Mn=Ni，Mn，Co）。隨著鎳含量的增加，脫嵌Li+增加，三元材料的理論容量和電池能量密度增加。
磷酸鐵鋰晶體呈現三維網狀橄欖石結構，形成一維Li+傳輸通道，限制了Li+的擴散。同時，八面體FeO6是共頂點連接的，導致電子遷移率比三元層狀結構慢100-1000倍。
三元正極中的鋰離子可以在兩個不同的方向上移動，這使得電池比鋰鐵更強大，充電和放電能力更強。
在相同體積下，三元鋰電池總是表現出更好的能量密度，即相同體積和質量，使用三元鋰蓄電池可以跑得更遠。然而，在三元（鎳、鈷、錳（鋁））材料中，鎳的比例正在增加。
電池的能量密度確實進一步提高，但壽命、過熱甚至問題再次出現。更不用說稀有金屬的使用，導致三元鋰電池一直承受著高昂的成本壓力。
同時，鐵鋰材料與三元材料中更稀缺的鎳、鈷和錳相比，具有明顯的價格和成本優勢，因為其成分主要是廉價的鐵和磷。
因此，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池的優缺點是互補的。磷酸鐵鋰的優點是高性和低成本。理論上，磷酸鐵鋰電池可以承受大約三元鋰電池兩倍的溫度，并且在分解狀態下不會釋放氧氣，自燃風險低。
再加上更多的充電周期，且不含稀有金屬鈷，因此具有較大的成本優勢。當然，磷酸鐵鋰的缺點是能量密度低、低溫衰減嚴重、剩余功率估計誤差大等。
三元鋰離子電池優點：
高能量密度：三元鋰離子電池具有較高的能量密度，可以提供相對較高的能量儲存，從而延長電池的工作時間。
高充放電效率：三元電池具有較高的充放電效率，能夠提供較高的輸出功率，并且在循環使用過程中損耗較小。
長循環壽命：相對于其他鋰離子電池，三元電池通常具有更長的循環壽命，可以進行更多的充放電循環。
磷酸鐵鋰電池的使用壽命與其使用溫度息息相關，使用溫度過低或者過高在其充放電過程及使用過程均產生極大不良隱患。尤其在中國北方電動汽車上使用，在秋冬季磷酸鐵鋰電池無法正常供電或供電電源過低，需調節其工作環境溫度保持其性能。國內解決磷酸鐵鋰電池恒溫工作環境需考慮空間限制問題，較普遍的解決方案是使用氣凝膠氈作為保溫層。