Aby uniknąć nadmiernego rozładowania lub nadmiernego naładowania akumulatora na skutek niewłaściwego użytkowania, w pojedynczym akumulatorze litowo-jonowym zastosowano potrójny mechanizm zabezpieczający. Najpierw używany jest element przełączający. Wraz ze wzrostem temperatury wewnątrz akumulatora wzrasta odpowiednio jego rezystancja. Gdy temperatura jest zbyt wysoka, automatycznie przestanie dostarczać energię; po drugie, wybierany jest odpowiedni materiał oddzielający. Gdy temperatura wzrośnie do określonej wartości, mikropory na poziomie mikronów w separatorze automatycznie się rozpuszczą, tak że jony litu nie będą mogły przedostać się przez nie i wewnętrzna reakcja akumulatora ustanie; po trzecie, ustawiony jest zawór bezpieczeństwa (otwór odpowietrzający na górze akumulatora). Gdy wewnętrzne ciśnienie akumulatora wzrośnie do określonej wartości, zawór bezpieczeństwa otwiera się automatycznie, aby zapewnić bezpieczeństwo akumulatora.
Czasami, mimo że sam akumulator ma środki kontroli bezpieczeństwa, z jakiegoś powodu sterowanie nie działa, brakuje zaworu bezpieczeństwa lub gaz nie jest uwalniany przez zawór bezpieczeństwa na czas, a ciśnienie wewnętrzne akumulatora gwałtownie wzrasta i powoduje eksplozję .
Ogólnie rzecz biorąc, całkowita energia zmagazynowana w akumulatorze litowo-jonowym jest odwrotnie proporcjonalna do jego bezpieczeństwa. Wraz ze wzrostem pojemności akumulatora wzrasta również jego pojemność, pogarsza się jego wydajność odprowadzania ciepła, a ryzyko wypadku znacznie wzrasta. W przypadku akumulatorów litowo-jonowych stosowanych w telefonach komórkowych podstawowym wymaganiem jest, aby prawdopodobieństwo wypadku bezpieczeństwa było mniejsze niż jeden na milion, co jest również minimalnym standardem akceptowalnym przez społeczeństwo. W przypadku akumulatorów litowo-jonowych o dużej pojemności, szczególnie do samochodów, szczególnie ważne jest zastosowanie wymuszonego odprowadzania ciepła.
Wybierz bezpieczniejsze materiały elektrodowe, takie jak materiały zawierające manganian litu. Jeśli chodzi o strukturę molekularną, zapewnione jest, że jony litu elektrody dodatniej są całkowicie osadzone w porach węgla elektrody ujemnej, gdy są w pełni naładowane, co zasadniczo pozwala uniknąć tworzenia się dendrytów. Jednocześnie stabilna struktura manganianu litu sprawia, że jego wydajność utleniania jest znacznie niższa niż tlenku litu i kobaltu, a temperatura jego rozkładu przekracza temperaturę tlenku litu i kobaltu o 100 stopni. Nawet jeśli nastąpi wewnętrzne zwarcie (przekłucie igłą) lub zewnętrzne zwarcie spowodowane siłą zewnętrzną, podczas przeładowania można całkowicie uniknąć niebezpieczeństwa pożaru i eksplozji spowodowanej wytrącaniem się metalicznego litu.
Ponadto zastosowanie materiałów zawierających manganian litu może również znacznie obniżyć koszty.
Aby poprawić wydajność istniejących technologii kontroli bezpieczeństwa, należy najpierw poprawić parametry bezpieczeństwa ogniw akumulatorów litowo-jonowych, co jest szczególnie ważne w przypadku akumulatorów o dużej pojemności. Wybierz membranę o dobrej wydajności wyłączania termicznego. Zadaniem membrany jest umożliwienie przejścia jonów litu przy jednoczesnym odizolowaniu elektrod dodatnich i ujemnych akumulatora. Gdy temperatura wzrasta, zostaje ona zamknięta, zanim membrana się stopi, tak że rezystancja wewnętrzna wzrośnie do 2000 omów, zatrzymując reakcję wewnętrzną.
Gdy wewnętrzne ciśnienie lub temperatura osiągnie zadany poziom, zawór przeciwwybuchowy otworzy się i zacznie uwalniać ciśnienie, aby zapobiec nadmiernemu wewnętrznemu gromadzeniu się gazu, deformacji i ostatecznie spowodować rozerwanie płaszcza.
Popraw czułość sterowania, wybierz bardziej czułe parametry sterowania i zastosuj wspólną kontrolę wielu parametrów (jest to szczególnie ważne w przypadku akumulatorów o dużej pojemności). W przypadku akumulatorów litowo-jonowych o dużej pojemności składają się one z wielu ogniw połączonych szeregowo/równolegle. Na przykład napięcie laptopa przekracza 10 V, a pojemność jest duża. Ogólnie rzecz biorąc, 3 do 4 pojedynczych ogniw połączonych szeregowo może spełnić wymagania dotyczące napięcia, a następnie 2 do 3 akumulatorów połączonych szeregowo równolegle, aby zapewnić większą pojemność.
Same zestawy akumulatorów o dużej pojemności muszą być wyposażone w pełniejsze funkcje zabezpieczające, należy także wziąć pod uwagę dwa moduły podłoża obwodu: moduł podłoża obwodu zabezpieczającego (PCB płytki zabezpieczającej) i moduł inteligentnej płytki wskaźnika akumulatora. Kompletny projekt ochrony akumulatora obejmuje: układ scalony zabezpieczenia pierwszego poziomu (aby zapobiec przeładowaniu akumulatora, nadmiernemu rozładowaniu i zwarciu), układ scalony zabezpieczenia drugiego poziomu (aby zapobiec drugiemu przepięciu), bezpiecznik, wskaźnik LED, regulację temperatury i inne komponenty.
W ramach wielopoziomowego mechanizmu ochrony, nawet jeśli ładowarka sieciowa lub laptop wykazuje nieprawidłowość, bateria laptopa może przełączyć się tylko w stan automatycznej ochrony. Jeśli sytuacja nie jest poważna, często po ponownym podłączeniu może działać normalnie i nie eksploduje.
Technologia stosowana w bateriach litowo-jonowych stosowanych w laptopach i telefonach komórkowych jest niebezpieczna i należy rozważyć bezpieczniejszą konstrukcję.
Krótko mówiąc, wraz z postępem technologii materiałowej i coraz większym zrozumieniem przez ludzi wymagań dotyczących projektowania, produkcji, testowania i użytkowania akumulatorów litowo-jonowych, akumulatory litowo-jonowe staną się w przyszłości bezpieczniejsze.