在正常使用中，磷酸鐵鋰離子電池的安全性很高。通常不會爆炸，但沒有絕對的。在某些極端情況下，危險仍然存在。這與各公司的選材、混合、加工和后期使用有很大關系。

雖然磷酸鐵鋰的熱穩(wěn)定性和結構穩(wěn)定性在熱力學上是所有正極材料中最高的，但在實際的安全性能測試中得到了驗證。

首先，從材料的制備來說，磷酸鐵鋰的固相燒結反應是一個復雜的多相反應（盡管有一些合成技術宣稱是液相合成工藝，但是最終都要高溫固相燒結這一過程），有固相磷酸鹽、鐵的氧化物以及鋰鹽，外加碳的前驅(qū)體以及還原性氣相。為了保證磷酸鐵鋰中的鐵元素是正二價，燒結反應必須在還原性氣氛中進行，而較強的還原性氣氛在將三價鐵離子還原成正二價鐵離子的過程中，存在將正二價鐵離子進一步還原成微量單質(zhì)鐵的可能性。

鐵是電池中最禁忌的物質(zhì)，它會引起電池短路，這是日本鋰離子電池沒有使用磷酸鐵鋰的重要原因之一。另外，固態(tài)反應的緩慢性和不完全性使得在磷酸鐵鋰中可能存在痕量Fe2O3。阿貢實驗室將磷酸鐵鋰高溫循環(huán)不良歸因于充放電循環(huán)過程中Fe2O3的溶解和負電極上的鐵元素沉淀。此外，為了提高磷酸鐵鋰的性能，要對其進行納米化處理。納米材料的一個顯著特點是其低結構和熱穩(wěn)定性和高化學活性，這在一定程度上新增了鐵在磷酸鐵鋰中溶解的可能性，特別是在高溫循環(huán)和儲存條件下。實驗結果還表明，在負電極上進行化學分析或能譜分析可以檢測鐵的存在。

從制備磷酸鐵鋰離子電池的角度來看，由于磷酸鐵鋰的粒徑較小，比表面積較高，而且由于碳包覆工藝，具有較高比表面積的活性炭對空氣中的水分等氣體有很強的吸附用途。