本发明涉及一种锂离子电池储能系统及其控制方法，该储能系统包括多个串联连接的电池单元模块和一个冗余模块，冗余模块的两端分别可通断地连接至各电池单元模块。该储能系统的控制方法包括以下步骤：预先确定各电池单元模块内锂离子电池内阻值最低时对应的SOC区域；当某个电池单元模块发生故障，控制切断该电池单元模块的连接，并控制将冗余模块接入替换该发生故障的电池单元模块；针对接入冗余模块后的各电池单元模块分别进行电压控制，使发生故障的电池单元模块工作在内阻最低状态，其余电池单元模块则用于补偿电池簇电压。与现有技术相比，本发明能够在更换部分电池单元后有效提高储能系统的可靠性和整体寿命。