Po przeładowaniu ogniwa akumulatora litowego do napięcia wyższego niż 4,2 V zaczną pojawiać się skutki uboczne. Im wyższe napięcie przeładowania, tym większe ryzyko. Gdy napięcie ogniwa baterii litowej jest wyższe niż 4,2 V, w materiale katody pozostaje mniej niż połowa atomów litu. W tym czasie ogniwo często ulega zapadnięciu, co skutkuje trwałym spadkiem pojemności akumulatora. Jeśli ładowanie będzie kontynuowane, ponieważ ogniwo magazynujące elektrody ujemnej zostało wypełnione atomami litu, na powierzchni materiału elektrody ujemnej zgromadzi się kolejny lit metaliczny. Te atomy litu będą rosły kryształy dendrytyczne od powierzchni ujemnej w kierunku jonów litu. Te kryształki litu przejdą przez papier membrany i zwarją elektrody dodatnią i ujemną. Czasami bateria eksploduje, zanim nastąpi zwarcie. Dzieje się tak, ponieważ podczas procesu przeładowania elektrolit i inne materiały ulegną pęknięciu, w wyniku czego wytworzy się gaz, co powoduje wybrzuszenie i pęknięcie obudowy akumulatora lub zaworu ciśnieniowego, umożliwiając przedostanie się tlenu i reakcję z atomami litu zgromadzonymi na powierzchni ujemnej, a następnie eksplodują. Dlatego podczas ładowania akumulatora litowego należy ustawić górną granicę napięcia, biorąc pod uwagę żywotność, pojemność i bezpieczeństwo akumulatora. Optymalna górna granica napięcia ładowania wynosi 4,2 V. Powinien również istnieć niższy limit napięcia, gdy ogniwo baterii litowej jest rozładowane. Gdy napięcie ogniwa spadnie poniżej 2,4 V, niektóre materiały zaczną ulegać uszkodzeniu. Ponieważ akumulator rozładowuje się sam, im dłużej będzie rozładowywany, tym niższe będzie napięcie. Dlatego podczas rozładowywania najlepiej nie zatrzymywać się na napięciu 2,4 V. W okresie od 3,0V do 2,4 V energia uwalniana przez baterię litową stanowi jedynie około 3% jej pojemności. Dlatego 3,0V to idealne napięcie odcięcia rozładowania.
Podczas ładowania i rozładowywania, oprócz ograniczenia napięcia, konieczne jest również ograniczenie prądu. Gdy prąd jest zbyt duży, jony litu nie mają czasu przedostać się do ogniwa magazynującego i gromadzą się na powierzchni materiału. Po tym, jak jony litu przejmą elektrony, atomy litu ulegną krystalizacji na powierzchni materiału, co jest równoznaczne z przeładowaniem i spowoduje niebezpieczeństwo. Jeśli obudowa baterii pęknie, eksploduje.
Dlatego ochrona akumulatorów litowo-jonowych powinna obejmować co najmniej trzy elementy: górną granicę napięcia ładowania, dolną granicę napięcia rozładowania i górną granicę prądu. Ogólnie rzecz biorąc, w zestawie baterii litowych, z wyjątkiem ogniwa baterii litowej, znajduje się płyta ochronna, która zapewnia głównie te trzy zabezpieczenia. Jednakże te trzy zabezpieczenia płytki ochronnej są oczywiście niewystarczające. Wybuchy baterii litowych są nadal częste na całym świecie. Aby zapewnić bezpieczeństwo systemu akumulatorowego, należy dokładniej przeanalizować przyczynę eksplozji akumulatora.
