Ni-rijke Li-gebaseerde gelaagde Ni, Co, en Mn (NCM) materialen hebben de laatste jaren een enorme belofte getoond als positieve elektrode materialen voor Li-ion batterijen. Dit blijkt duidelijk uit het feit dat bedrijven die batterijen voor elektrische voertuigen ontwikkelen, deze materialen momenteel commercialiseren. Ondanks het vele onderzoek dat is verricht aan LiNiαCoβMnγO2-systemen, hebben we nog geen volledig inzicht op atomair niveau in deze materialen. In dit werk bestuderen we de kationische ordening, thermodynamica en diffusiekinetiek van LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 (NCM-523). In eerste instantie tonen we aan dat kationische ordening kan worden voorspeld met behulp van goedkope atomistische simulaties, in plaats van dure eerste-principes methoden te gebruiken. Vervolgens onderzoeken we de elektrochemische, thermodynamische en kinetische eigenschappen van NCM-523 met behulp van de dichtheidsfunctionaaltheorie (DFT). Onze resultaten tonen aan hoe belangrijk het is om dispersiecorrecties toe te voegen aan standaard eerste-principe-functies om de roosterparameters van gelaagde kathodematerialen correct te voorspellen. We tonen ook aan dat een zorgvuldige keuze van het berekeningsprotocol essentieel is om de experimentele intercalatiepotentiaaltendensen te reproduceren die werden waargenomen in de LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 elektroden. Analyse van de elektronische structuur bevestigt een actieve rol van Ni in het elektrochemische redoxproces. Bovendien bevestigen we de experimentele bevinding dat bij volledige delithiatie, dit materiaal in een O3 fase blijft, in tegenstelling tot LiCoO2 en NCM-333. Tenslotte bestuderen we verschillende routes voor de diffusie van Li in NCM-523, en bepalen we het voorkeursdiffusiekanaal op basis van simulaties van de eerste beginselen. Interessant is dat we waarnemen dat de Li-diffusiebarrière in NCM-523 lager is dan die in LiCoO2.