三元锂离子电池从层状相到尖晶石相的相转变温度分别为245℃、235℃、185℃和135℃，尖晶石相存在的温度区间逐步缩减，表明随着Ni含量提高NCM热稳定性逐渐降低。更为重要的是，从NCM523到NCM811，材料的热稳定性呈现急剧降低的趋势。伴随材料相转变，大量的氧被释放出来。可以看到NCM811的氧释放量最大，是其他几款材料的数倍之多。目前的研究表明，在全电池体系中NCM相转变往往发生在颗粒表层，且释放的氧会以高活性的单线态氧1O2形式存在，后者同电解液反应既会释放大量热量，还会出现大量气体，从而进一步恶化电池安全。
磷酸铁锂离子电池在温度至少高于230℃条件下才会出现显著的失重，由此表明LFP具有良好的热稳定性。正如前文所述，橄榄石结构的LFP的良好热稳定性源于其结构中磷酸基，Fe-P-O键远强于层状结构NCM中的Ni-O、Co-O和Mn-O键，因此LFP较NCM有着更好的热稳定性。
2、磷酸铁锂离子电池与三元锂离子电池的全电池热稳定性比较
在难以同时找到磷酸铁锂离子电池与三元锂离子电池结果比较情形下，只能大致看很多是测试数据的结果，不难看出：
（1）同一体系电池的热稳定性同SOC关系很大，SOC越高，电池的热稳定性越差；
（2）无论是从起始放热温度、最大放热速率，还是最高温度、放热时间分析，LFP体系电池较NCA（NCM）体系电池有着明显的热稳定性优势。
（3）从材料本身角度看，LFP较NCM和NCA显然热稳定性更好；
