鋰離子電池金屬氧化物正極一般是三維結構；
從LiNiO2移走一半的鋰會使其轉變成亞穩態層狀結構，當加熱到300℃時轉變成尖晶石型LiNi2O4，在尖晶石結構中，氧離子保持立方密堆積，但鋰離子占據四面體8d位置形成近似金剛石結構，Ni原子重排進入16d八面體位置形成四面體簇取代立方體單元的四分之一象限，16c的八面體空位形成立方晶格常數一半的相似的三維(3D)結構八面體。所以[Ni2]O2可以認為是密堆積的主體骨架結構，在這種骨架中鋰離子占據8a四面體位置相對的共邊八面體三維網絡中的四面體位置，但是六方層狀結構的O--Ni—O夾層間的作用較弱，而可變的c／a比率允許二維的鋰離子移動，鋰電池充電時，三維的[Ni2]O4骨架結構允許鋰離子三維移動，但是限制了空隙的體積。雖然這個限制使尖晶石結構選擇性允許鋰離子嵌入，卻降低了鋰離子的移動性，因此，鋰電池的電導率降低。
在3D骨架結構中，用含氧陰離子團可以獲得高的電壓和使陽離子有更自由的移動空間。
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