鈦酸鋰離子電池是材料層面上的安全。由于采用尖晶石結構的鈦酸鋰，這種結構的材料在嵌鋰過程中幾乎沒有體積變化，且嵌鋰潛力較高。因此，即使在低溫、高倍率充電等惡劣環境的后期，鈦酸鋰離子電池也不會達到鋰金屬的沉淀電位，從而降低鋰枝晶形成的幾率和短路的風險。

另外，即使發生內部短路，鈦酸鋰離子電池的溫度也只能上升到60℃，不能達到電池燃燒的溫度水平。鈦酸鋰的主體是氧化鈦，它本身不會燃燒。即使鈦酸鋰離子電池燃燒，它的燃燒速度也很慢，而且不會爆炸。

鈦酸鋰離子電池進行測試發現，在針刺、擠壓、短路等嚴苛條件下測試，鈦酸鋰離子電池仍不冒煙、不起火、不爆炸；在20℃±5℃條件下，單體鈦酸鋰離子電池擱置1小時后，再置于烈火中焚燒，50分鐘后電池才開始出現反應。

鈦酸鋰離子電池經過針刺、電鉆、切割等破壞性的實驗，并未發生起火爆炸等現象。