Pilin yanlış kullanımdan dolayı aşırı deşarjını veya aşırı şarjını önlemek için tekli lityum iyon pilde üçlü koruma mekanizması kurulmuştur. İlk olarak bir anahtar elemanı kullanılır. Pilin içindeki sıcaklık arttığında direnç değeri de buna bağlı olarak artar. Sıcaklık çok yüksek olduğunda, güç sağlamayı otomatik olarak durduracaktır; ikinci olarak uygun bir ayırıcı malzeme seçilir. Sıcaklık belirli bir değere yükseldiğinde ayırıcı üzerindeki mikron seviyesindeki mikro gözenekler otomatik olarak çözüneceğinden lityum iyonları geçemez ve pilin iç reaksiyonu durur; üçüncüsü, bir emniyet valfi (bataryanın üst kısmındaki havalandırma deliği) ayarlanır. Akünün iç basıncı belirli bir değere yükseldiğinde emniyet valfi otomatik olarak açılarak akünün güvenliğini sağlar.
Bazen akünün kendisinde emniyet kontrol tedbirleri olmasına rağmen herhangi bir sebepten dolayı kontrol başarısız olur, emniyet supabı eksik olur veya zamanında emniyet supabından gaz salınmaz ve akünün iç basıncı aniden yükselerek patlamaya neden olur. .
Genel olarak bir lityum iyon pilde depolanan toplam enerji, pilin güvenliğiyle ters orantılıdır. Pil kapasitesi arttıkça pilin hacmi de artacak, ısı dağıtma performansı bozulacak ve kaza olasılığı ciddi oranda artacaktır. Cep telefonlarında kullanılan lityum iyon piller için temel gereklilik, güvenlik kazası olasılığının milyonda birden az olmasıdır ki bu da halk tarafından kabul edilebilir minimum standarttır. Büyük kapasiteli lityum iyon piller, özellikle de otomobiller için, zorlamalı ısı dağıtımının kullanılması özellikle önemlidir.
Lityum manganat malzemeleri gibi daha güvenli elektrot malzemeleri seçin. Moleküler yapı açısından, pozitif elektrotun lityum iyonlarının tam şarj olduğunda negatif elektrotun karbon gözeneklerine tamamen gömülmesi sağlanır, bu da temel olarak dendrit oluşumunun önüne geçer. Aynı zamanda, lityum manganat'ın kararlı yapısı, oksidasyon performansını lityum kobalt oksitten çok daha düşük hale getirir ve ayrışma sıcaklığı, lityum kobalt oksitinkini 100 derece aşar. Dış kuvvet nedeniyle dahili bir kısa devre (iğne delinmesi) veya harici bir kısa devre oluşsa bile, aşırı şarj sırasında metalik lityumun çökelmesinin neden olduğu yanma ve patlama tehlikesi tamamen önlenebilir.
Ayrıca lityum manganat malzemelerinin kullanımı da maliyetleri büyük ölçüde azaltabilir.
Mevcut güvenlik kontrol teknolojilerinin performansını artırmak için öncelikle lityum iyon pil hücrelerinin güvenlik performansının iyileştirilmesi gerekir ki bu özellikle büyük kapasiteli piller için önemlidir. İyi termal kapatma performansına sahip bir diyafram seçin. Diyaframın işlevi, pilin pozitif ve negatif elektrotlarını izole ederken lityum iyonlarının geçişine izin vermektir. Sıcaklık yükseldiğinde diyafram erimeden kapanır, böylece iç direnç 2000 ohm'a yükselir ve iç reaksiyon durdurulur.
İç basınç veya sıcaklık önceden belirlenmiş standarda ulaştığında, patlamaya dayanıklı valf açılacak ve aşırı iç gaz birikimini, deformasyonu önlemek ve sonunda kabuğun patlamasına neden olmak için basıncı serbest bırakmaya başlayacaktır.
Kontrol hassasiyetini artırın, daha hassas kontrol parametreleri seçin ve birden fazla parametrenin ortak kontrolünü kullanın (bu özellikle büyük kapasiteli piller için önemlidir). Büyük kapasiteli lityum iyon pil paketleri seri/paralel olarak birden fazla hücreden oluşur. Örneğin bir dizüstü bilgisayarın voltajı 10V'un üzerindedir ve kapasitesi büyüktür. Genel olarak, seri halinde 3 ila 4 tek hücre voltaj gereksinimlerini karşılayabilir ve daha sonra daha büyük bir kapasite sağlamak için seri halinde 2 ila 3 akü paketi paralel olarak bağlanır.
Büyük kapasiteli pil paketlerinin kendileri daha eksiksiz koruma işlevleriyle donatılmalı ve iki devre alt tabaka modülü de dikkate alınmalıdır: koruma devresi alt katmanı (Koruma Kartı PCB) modülü ve Akıllı Pil Ölçer Kartı modülü. Eksiksiz akü koruma tasarımı şunları içerir: birinci düzey koruma IC'si (pilin aşırı şarjını, aşırı deşarjını ve kısa devresini önlemek için), ikinci düzey koruma IC'si (ikinci aşırı voltajı önlemek için), sigorta, LED göstergesi, sıcaklık ayarı ve diğer bileşenler.
Çok seviyeli koruma mekanizması altında, şarj cihazında veya dizüstü bilgisayarda bir anormallik olsa bile dizüstü bilgisayar pili yalnızca otomatik koruma durumuna geçebilir. Durum ciddi değilse, yeniden fişe takıldıktan sonra genellikle normal şekilde çalışabilir ve patlamaz.
Dizüstü bilgisayarlarda ve cep telefonlarında kullanılan lityum iyon pillerin temelindeki teknoloji güvensiz olup, daha güvenli bir yapının düşünülmesi gerekmektedir.
Kısacası, malzeme teknolojisinin ilerlemesi ve insanların lityum iyon pil tasarımı, üretimi, test edilmesi ve kullanımına ilişkin gereksinimlerin derinleşmesiyle birlikte, lityum iyon piller gelecekte daha güvenli hale gelecektir.