鋰離子電池的保護電路就是要確保鋰離子電池使用中的過度充電及放電狀態時的安全性，並防止其特性劣化。鋰離子電池的保護電路是由保護IC及兩顆功率MOSFET所構成，其中保護IC監視電池電壓，當有過度充電及放電狀態時切換到以外掛的功率MOSFET來保護電池，保護IC的功能有過度充電保護、過度放電保護和過電流／短路保護。
一、過度充電保護
過度充電保護IC的原理為：當外部充電器對鋰電池充電時，為防止因溫度上升所導致的內壓上升，需終止充電狀態。此時，保護IC需檢測電池電壓，當到達4.25V時（假設電池過充點為4.25V）即激活過度充電保護，將功率MOSFET由開轉為切斷，進而截止充電。
另外，還必須注意因噪音所產生的過度充電檢出誤動作，以免判定為過充保護。因此，需要設定延遲時間，並且延遲時間不能短於噪音的持續時間。
二、過度放電保護
在過度放電的情況下，電解液因分解而導致電池特性劣化，並造成充電次數的降低。採用鋰電池保護IC可以避免過度放電現象產生，實現電池保護功能。
過度放電保護IC原理：為了防止鋰電池的過度放電狀態，假設鋰電池接上負載，當鋰電池電壓低於其過度放電電壓檢測點（假定為2.3V）時將激活過度放電保護，使功率MOSFET由開轉變為切斷而截止放電，以避免電池過度放電現象產生，並將電池保持在低靜態電流的待機模式，此時的電流僅0.1μA。
當鋰電池接上充電器，且此時鋰電池電壓高於過度放電電壓時，過度放電保護功能方可解除。另外，考慮到脈衝放電的情況，過放電檢測電路設有延遲時間以避免產生誤動作。
三、過電流及短路電流
因為不明原因（放電時或正負極遭金屬物誤觸）造成過電流或短路，為確保安全，必須使其立即停止放電。
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