鋰電池芯過(guò)充到電壓高于 4.2V 后，會(huì )開(kāi)始產(chǎn)生副作用。過(guò)充電壓愈高，危險性也跟著(zhù)愈高。鋰電芯電壓高于 4.2V 后，正極材料內剩下的鋰原子數量不到一半， 此時(shí)儲存格常會(huì )垮掉， 讓電池產(chǎn)生永久性的容量損失。 如果繼續充電，由于負極的儲存格已經(jīng)裝滿(mǎn)了鋰原子，后續的鋰金屬會(huì )堆積于負極材料表面。這些鋰原子會(huì )由負極表面往鋰離子來(lái)的方向長(cháng)出樹(shù)枝狀結晶。這些鋰金屬結晶會(huì )穿過(guò)隔膜，使正負極短路。有時(shí)在短路發(fā)生前電池就先爆炸，這是因為在過(guò)充過(guò)程，電解液等材料會(huì )分解產(chǎn)生氣體，使得電池外殼或壓力閥鼓脹破裂，讓氧氣進(jìn)去與堆積在負極表面的鋰原子反應，進(jìn)而爆炸。

因此，鋰電池充電時(shí)，一定要設定電壓上限， 才可以同時(shí)兼顧到電池的壽命、容量、和安全性。理想的充電電壓上限為 4.2V。 鋰電芯放電時(shí)也要有電壓下限。 當電芯電壓低于 2.4V 時(shí)， 部分材料會(huì )開(kāi)始被破壞。 又由于電池會(huì )自放電， 放愈久電壓會(huì )愈低，因此，放電時(shí)不要放到 2.4V 才停止。鋰電池從2.8V 放電到 2.4V 這段期間，所釋放 的能量只占電池容量的 3%左右。因此，2.8V 是一個(gè)理想的放電截止電壓。 充放電時(shí)，除了電壓的制約，電流的制約也有其必要。電流過(guò)大時(shí)，鋰離子來(lái)不及進(jìn)入儲存格，會(huì )聚集于材料表面。

這些鋰離子獲得電子后，會(huì )在材料表面產(chǎn)生鋰原子結晶，這與過(guò)充一樣，會(huì )造成危險性。萬(wàn)一電池外殼破裂，就會(huì )爆炸。 因此，對鋰離子電池的保護，至少要包含：充電電壓上限、放電電壓下限、及電流上限三項。一般鋰電池組內，除了鋰電池芯外，都會(huì )有一片保護板，這片保護板主要就是提供這三項保護。但是，保護板的這三項保護顯然是不夠的，全球鋰電池爆炸事件還是頻傳。要確保電池系統的安全性，必須對電池爆炸的原因， 進(jìn)行更仔細的分析。