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从材料本身的结构来看，三元材料在相同数量的锂离子下具有更低的分子量，因此其比容量高于铁锂，电池的能量密度也更高。
三元材料的晶体结构是层状的。在充放电过程中，Li+被嵌入到MO6的层间结构中（Mn=Ni，Mn，Co）。随着镍含量的增加，脱嵌Li+增加，三元材料的理论容量和电池能量密度增加。
磷酸铁锂晶体呈现三维网状橄榄石结构，形成一维Li+传输通道，限制了Li+的扩散。同时，八面体FeO6是共顶点连接的，导致电子迁移率比三元层状结构慢100-1000倍。
三元正极中的锂离子可以在两个不同的方向上移动，这使得电池比锂铁更强大，充电和放电能力更强。
在相同体积下，三元锂电池总是表现出更好的能量密度，即相同体积和质量，使用三元锂蓄电池可以跑得更远。然而，在三元（镍、钴、锰（铝））材料中，镍的比例正在增加。
电池的能量密度确实进一步提高，但寿命、过热甚至安全问题再次出现。更不用说稀有金属的使用，导致三元锂电池一直承受着高昂的成本压力。
同时，铁锂材料与三元材料中更稀缺的镍、钴和锰相比，具有明显的价格和成本优势，因为其成分主要是廉价的铁和磷。
因此，三元锂电池和磷酸铁锂电池的优缺点是互补的。磷酸铁锂的优点是高安全性和低成本。理论上，磷酸铁锂电池可以承受大约三元锂电池两倍的温度，并且在分解状态下不会释放氧气，自燃风险低。
再加上更多的充电周期，且不含稀有金属钴，因此具有较大的成本优势。当然，磷酸铁锂的缺点是能量密度低、低温衰减严重、剩余功率估计误差大等。
三元锂离子电池优点：
高能量密度：三元锂离子电池具有较高的能量密度，可以提供相对较高的能量储存，从而延长电池的工作时间。
高充放电效率：三元电池具有较高的充放电效率，能够提供较高的输出功率，并且在循环使用过程中损耗较小。
长循环寿命：相对于其他锂离子电池，三元电池通常具有更长的循环寿命，可以进行更多的充放电循环。
磷酸铁锂电池的使用寿命与其使用温度息息相关，使用温度过低或者过高在其充放电过程及使用过程均产生极大不良隐患。尤其在中国北方电动汽车上使用，在秋冬季磷酸铁锂电池无法正常供电或供电电源过低，需调节其工作环境温度保持其性能。国内解决磷酸铁锂电池恒温工作环境需考虑空间限制问题，较普遍的解决方案是使用气凝胶毡作为保温层。