鋰離子充電電池使用過程中，過充電、過放電和過電流都將會影響電池使用壽命和性能及安全，充電電池中熔斷器作為二級過流保護配合IC控制環路有效監測並防止對電池產生損害。
近年來隨著移動電器的小型化及普及，而鋰離子充電電池具有小型、重量輕、輸出電壓高、放電電壓穩定、儲存時間長等優點，使得電器配套的鋰離子充電電池用量猛增。
鋰離子充電電池是鋰電池中的一種（即可充電的二次電池），在電池中放置保護線路，可有效的保護電池在過充、過放及過流或使用不當而損壞。熔斷器作為過流保護器件，可保護鋰離子充電電池在充電或放電過程中的大電流及短路而造成電池損害。
這里以下圖（典型鋰離子充電電池保護電路圖）為例來說明電池保護電路及工作原理：
典型鋰離子充電電池保護電路圖
此保護迴路由兩個MOSFET 和一個控制IC 外加一些阻容元件構成。控制IC負責監測電池電壓，並控制兩個MOSFET 的柵極，MOSFET 在電路中起開關作用，分別控制著充電迴路與放電迴路的導通與關斷，fuse 為熔斷器起二級保護，C2為延時電容，該電路具有過充電保護、過放電保護、過電流保護與短路保護等功能。
一、 正常工作狀態
在正常充、放電時，電路中控制IC 的C0 與D0 腳高電平，V1、V2 都導通。充電電流從input 流入，經熔斷器向電池充電，經V1、V2 後由input-流出。正常放電時，電流經input-及V2、V1 流向電池負極，其電流方向與充電電流方向相反。由於V1、V2 的導通電阻Rds（ON）極小，此狀態下的消耗電流為uA 級因此損耗很小。
二、 過充電保護
電池在被充電初期為恆流充電，隨著充電時間的延長，電池電壓亦會上升，在此過程中當IC 檢測到電池電壓達到過充電檢測電壓（該數值由控制IC 決定）時，則C0腳由高電壓轉為低電壓，使控制充電的MOSFET 柵極為關斷狀態，即V2 由導通轉為關斷從而切斷充電迴路，使充電器無法對電池進行充電起到保護作用。過充電檢測對應於脈衝充電及由於噪聲而產生的誤動作，需要設定延遲時間，延遲時間由C2 決定，一般設為1 秒左右。
三、 過放電保護
過放電保護是在電池電壓變低時停止對負載放電。當電池對負載放電時，其電壓亦隨放電過程而逐漸降低，當電池電壓降至過放檢測電壓以下時，其容量已經完全放光，如果電池繼續放電，則會造成電池的永久性損壞。所以當控制IC 檢測到電池電壓低於過放點檢測電壓時，其D0 腳由高電壓轉為低電壓，使V1 由導通轉為關斷從而切斷放電迴路，則電池無法繼續放電起到保護作用。由於在過放檢測電壓以下時電池電壓不能再降低，因此必須要求控制IC 消耗電流極小。過放電檢測對應於脈衝充電及由於噪聲而產生的誤動作，需要設定的延遲時間一般為100 毫秒左右。
四、 過電流保護及短路保護
過電流保護是在消耗大電流時停止對負載的放電，此功能的目的在於保護電池及MOSFET，確保電池在工作狀態下的安全性。在正常放電過程時，電流經過兩個MOSFET 因為導通阻抗會在其兩端產生壓將，此電壓值U=I*[R1ds+R2ds]，其中把導通的V1、V2 看做電阻，即R1ds 和R2ds，此時若負載因某種原因導致異常使迴路電流增大，當電流猛增使得電壓亦增加到控制IC 決定的電壓值時，控制IC 的D0 腳迅速由高電壓轉為低電壓使V1 關斷從而切斷放電迴路，迴路電流變為零。需要設定的延遲時間一般為13 毫秒左右。當電壓增加到控制IC 決定的電壓值時（此時IC 判斷為負載短路），V1 會由導通轉為關斷，其工作原理與過流保護類似。短路保護的延遲時間一般小於7 微秒，如果出現意外時電流繼續增大，則熔斷器會動作起到過流時的二級保護，避免對電路中控制IC 及MOSFET 的永久性損壞。
以上詳細闡述了鋰離子充電電池保護電路的工作原理，除了控制IC 和MOSFET外，電路中還有一個重要元件，就是熔斷器，它在電路中起著二級過流保護作用，由於它的電阻很小在電路中消耗的能量可以忽略不計，所以這已經成為很多電池廠商考慮將PTC 聚合物（內阻過大）替換為新型疊層多元陶瓷片式熔斷器的主要原因。
