Nếu pin lithium được bảo quản với các điện cực được sạc đầy hoặc cạn kiệt trong thời gian dài, chúng sẽ bị hư hỏng cấu trúc điện cực bên trong. Khi được sạc đầy, vật liệu điện cực dương có xu hướng giải phóng các sợi nhánh lithium, có thể xuyên qua dải phân cách và gây đoản mạch; ở trạng thái cạn kiệt (còn dưới 20% năng lượng pin), vật liệu hoạt động ở điện cực âm sẽ bị oxy hóa, đẩy nhanh quá trình mất dung lượng. Cách tiếp cận đúng là bảo quản pin ở mức sạc 50%-60% trước khi đặt pin sang một bên. Phạm vi này có thể ngăn chặn các phản ứng điện cực quá mức và cũng giúp pin không bị mất điện do tự phóng điện trong quá trình bảo quản. Lấy pin điện thoại di động làm ví dụ, nếu không sử dụng trong thời gian dài, trước tiên chúng có thể được sạc ở mức khoảng 55%, sau đó tắt và cất giữ. Tỷ lệ duy trì hiệu suất tiếp theo sẽ cao hơn 30% so với khi lưu trữ hết công suất.
Về mặt nhiệt độ, nên tránh môi trường khắc nghiệt có nhiệt độ cao và thấp. Nhiệt độ bảo quản lý tưởng là 10 độ - 25 độ . Nhiệt độ cao sẽ đẩy nhanh quá trình phân hủy chất điện phân, trong khi nhiệt độ thấp có thể làm tăng điện trở trong của pin. Về độ ẩm cần tránh xa những môi trường ẩm ướt như phòng tắm, tầng hầm. Có thể đặt pin trong túi kín hoặc hộp chống ẩm-. Trong trường hợp cần thiết, chất hút ẩm có thể được sử dụng để ngăn hơi ẩm thấm vào pin và gây ra hiện tượng ăn mòn giao diện hoặc đoản mạch linh kiện bên trong. Ngoài ra, trong quá trình bảo quản, pin không được tiếp xúc với các vật kim loại (chẳng hạn như chìa khóa và đồng xu) để tránh tình trạng đoản mạch do vô tình tiếp xúc với các điện cực dương và âm. Ngoài ra, không nên bóp pin để tránh làm hỏng vỏ, có thể dẫn đến rò rỉ chất điện phân.
Ngay cả khi ở trạng thái không hoạt động, pin lithium vẫn có hiện tượng tự xả nhẹ. Nên kiểm tra và sạc lại pin 3 đến 6 tháng một lần: Đầu tiên, đo điện áp pin (điện áp bình thường phải nằm trong khoảng 3,6V đến 3,8V, tương ứng với mức sạc pin 50%-60%). Nếu điện áp thấp hơn 3,5V, cần sử dụng bộ sạc gốc để sạc đến 50%-60% rồi tiếp tục bảo quản; đồng thời, quan sát hình dáng bên ngoài của pin. Nếu phát hiện vỏ bị phồng, biến dạng hoặc rò rỉ thì hãy ngừng bảo quản ngay và xử lý đúng cách. Không sử dụng nó một lần nữa. Đối với các thiết bị như máy tính xách tay, sạc dự phòng, nếu toàn bộ thiết bị không hoạt động trong thời gian dài thì cũng nên bật và kiểm tra tình trạng pin theo chu trình này để tránh hiện tượng xả pin quá mức do tiêu thụ điện năng nền của thiết bị.
