Litium{0}}ioni-akkukennojen ylilataus yli 4,2 V:iin alkaa tuottaa sivuvaikutuksia. Mitä suurempi ylilatausjännite, sitä suurempi on vaara. Kun jännite ylittää 4,2 V, alle puolet litiumatomeista jää positiiviseen elektrodimateriaaliin. Tässä vaiheessa tallennuskennot usein romahtavat, mikä aiheuttaa pysyvän kapasiteetin menetyksen. Jos lataus jatkuu, koska negatiivisen elektrodin varastokennot ovat jo täynnä litiumatomeja, seuraava litiummetalli kerääntyy negatiivisen elektrodin materiaalin pinnalle. Nämä litiumatomit kasvavat dendriittikiteiksi negatiivisen elektrodin pinnalta suuntaan, josta litiumionit ovat peräisin. Nämä litiummetallikiteet voivat tunkeutua erottimeen aiheuttaen oikosulun positiivisen ja negatiivisen elektrodin välille. Joskus akku räjähtää ennen oikosulkua, koska ylilatauksen aikana elektrolyytti ja muut materiaalit hajoavat, jolloin syntyy kaasua, joka saa akun kotelon tai paineventtiilin pullistumaan ja repeytymään, jolloin happi pääsee sisään ja reagoi negatiivisen elektrodin pinnalle kerääntyneiden litiumatomien kanssa, mikä johtaa räjähdykseen.
Siksi litiumioniakkuja ladattaessa on tärkeää asettaa yläjänniteraja akun käyttöiän, kapasiteetin ja turvallisuuden tasapainottamiseksi. Ihanteellinen ylempi latausjännite on 4,2 V. Litium-ioni-akkukennoilla on myös alempi jänniteraja purkauksen aikana. Kun kennojännite laskee alle 2,4 V, jotkin materiaalit alkavat huonontua. Lisäksi, koska akut purkautuvat itsestään-, jännite laskee mitä pidempään ne purkautuvat. siksi on parasta olla purkamatta 2,4 V:iin ennen pysäyttämistä. Purkausprosessin aikana 3,0 V:sta 2,4 V:iin litiumioniakun vapauttama energia muodostaa vain noin 3 % sen kapasiteetista. Siksi 3,0 V on ihanteellinen purkausjännite. Jänniterajoitusten lisäksi virtarajoitukset ovat tarpeen latauksen ja purkamisen aikana. Jos virta on liian suuri, litiumioneilla ei ole tarpeeksi aikaa päästä varastokennoihin ja ne kerääntyvät materiaalin pinnalle.
