Selleks, et vältida aku ebaõigest kasutamisest tingitud üle- või ülelaadimist, on ühes liitiumioonakusse sisse seatud kolmekordne kaitsemehhanism. Esiteks kasutatakse lülituselementi. Kui aku sees temperatuur tõuseb, tõuseb selle takistuse väärtus vastavalt. Kui temperatuur on liiga kõrge, lõpetab see automaatselt toiteallika; teiseks valitakse sobiv eraldusmaterjal. Kui temperatuur tõuseb teatud väärtuseni, lahustuvad separaatori mikronitasemega mikropoorid automaatselt, nii et liitiumioonid ei pääse läbi ja aku sisemine reaktsioon peatub; kolmandaks seatakse kaitseklapp (aku ülaosas olev õhutusava). Kui aku siserõhk tõuseb teatud väärtuseni, avaneb kaitseklapp automaatselt, et tagada aku ohutus.
Mõnikord, kuigi akul endal on ohutusjuhtimismeetmed, ebaõnnestub juhtimine mingil põhjusel, kaitseklapp puudub või gaas ei eraldu õigel ajal läbi kaitseklapi ning aku siserõhk tõuseb järsult ja põhjustab plahvatuse. .
Üldiselt on liitiumioonakusse salvestatud koguenergia pöördvõrdeline selle ohutusega. Aku mahutavuse kasvades suureneb ka aku maht, halveneb selle soojuseraldusvõime ning õnnetuse võimalus suureneb oluliselt. Mobiiltelefonides kasutatavate liitiumioonakude puhul on põhinõue, et ohutusõnnetuse tõenäosus peaks olema väiksem kui üks miljonist, mis on ka avalikkusele vastuvõetav miinimumstandard. Suure mahutavusega liitiumioonakude puhul, eriti autode puhul, on eriti oluline kasutada sundsoojuse hajutamist.
Valige ohutumad elektroodmaterjalid, näiteks liitiummanganaadi materjalid. Molekulaarstruktuuri osas on tagatud, et positiivse elektroodi liitiumioonid on täielikult laetud negatiivse elektroodi süsiniku pooridesse, mis põhimõtteliselt väldib dendriitide teket. Samal ajal muudab liitiummanganaadi stabiilne struktuur selle oksüdatsioonivõime palju madalamaks kui liitiumkoobaltoksiidil ja selle lagunemistemperatuur ületab liitiumkoobaltoksiidi oma 100 kraadi võrra. Isegi kui välisjõu mõjul tekib sisemine lühis (nõelatorke) või väline lühis, saab ülelaadimisel täielikult vältida metallilise liitiumi sadestumisest tingitud põlemis- ja plahvatusohtu.
Lisaks võib liitiummanganaadi materjalide kasutamine oluliselt vähendada kulusid.
Olemasolevate ohutusjuhtimistehnoloogiate toimimise parandamiseks tuleb esmalt parandada liitiumioonakude elementide ohutust, mis on eriti oluline suure mahutavusega akude puhul. Valige hea termilise väljalülitusvõimega membraan. Diafragma ülesanne on võimaldada liitiumioonide läbipääsu, eraldades samal ajal aku positiivsed ja negatiivsed elektroodid. Kui temperatuur tõuseb, suletakse see enne diafragma sulamist, nii et sisetakistus tõuseb 2000 oomini, peatades sisemise reaktsiooni.
Kui siserõhk või temperatuur jõuab eelseadistatud standardini, avaneb plahvatuskindel ventiil ja hakkab rõhku vabastama, et vältida liigset sisemist gaasi kogunemist, deformatsiooni ja lõpuks põhjustada kesta lõhkemist.
Parandage juhtimistundlikkust, valige tundlikumad juhtimisparameetrid ja kasutage mitme parameetri ühisjuhtimist (see on eriti oluline suure mahutavusega akude puhul). Suure mahutavusega liitiumioonakude puhul koosnevad need mitmest järjestikku/paralleelselt ühendatud elemendist. Näiteks sülearvuti pinge on üle 10V ja võimsus suur. Üldjuhul suudab pingenõuetele vastata 3–4 järjestikust üksikelementi ning seejärel ühendatakse paralleelselt 2–3 järjestikust akut, et tagada suurem võimsus.
Suure mahutavusega akuplokid ise peavad olema varustatud täielikumate kaitsefunktsioonidega ning kaaluda tuleks ka kahte vooluringi substraadimoodulit: kaitseahela substraadi (Protection Board PCB) moodul ja Smart Battery Gauge Board moodul. Täielik akukaitse disain sisaldab: esimese taseme kaitse-IC (aku ülelaadimise, ülelaadimise ja lühise vältimiseks), teise taseme kaitse IC (teise ülepinge vältimiseks), kaitse, LED-indikaator, temperatuuri reguleerimine ja muud komponendid.
Mitmetasandilise kaitsemehhanismi korral saab sülearvuti aku lülituda ainult automaatse kaitse olekusse, isegi kui toitelaadijal või sülearvutil on häire. Kui olukord pole tõsine, võib see pärast uuesti ühendamist sageli normaalselt töötada ega plahvata.
Sülearvutites ja mobiiltelefonides kasutatavates liitiumioonakudes kasutatav tehnoloogia ei ole ohutu ja kaaluda tuleb turvalisema struktuuriga.
Lühidalt öeldes muutuvad liitiumioonakud tulevikus turvalisemaks materjalitehnoloogia edenedes ja inimeste süvenenud arusaamisega liitiumioonakude projekteerimise, valmistamise, testimise ja kasutamise nõuetest.