目前,锂离子电池作为一种重要的能量储存载体,凭借着其高能量密度、低自放电率、长循环寿命等诸多优点广泛应用于各个领域,如移动式电子设备、航天航空、电动汽车以及电化学储能等。但伴随其广泛应用而来的安全问题近年来也逐渐凸显,锂离子电池的热安全问题成为人们关注的焦点。锂离子电池在应用中多以模组的形式出现,这满足更多应用场景的同时也带来了更高的安全隐患,一旦模组中部分电池出现热失控,其所释放的热量、膨胀所造成的挤压便可能导致模组内其他电池的热失控事件,甚至造成整个电池应用系统的火灾爆炸事故。针对这一电池实际应用中存在的安全问题,本文从单体电池热失控试验、电池模组热失控传播实验、电池模组热失控传播建模三个层面逐层递进开展研究,取得以下主要结论:（1）通过开展三元18650型锂离子电池的单体热失控实验与绝热测试实验,对比分析了荷电状态对电池热失控行为的影响、揭示了电池的热失控演化机理并进一步明确了电池热失控全过程的热量释放形式及路径。研究发现,电池的荷电状态与其热失控的剧烈程度呈正相关,如电池的热失控温升、释放热量、质量损失、火焰行为等都随电池荷电状态的升高而增大或变强。进而,根据绝热测试实验结果对电池的产热过程及内部反应机理进行了深入的分析,电池的热失控是一个力电热耦合的复杂反应过程,其全过程可以按照温度变化划分为4个子阶段,安全阀打开前98.3%的时间内电池仅产生了占总产热量不到1/3的热量,而大部分热量则在短暂的热失控阶段释放。最后,按照电池向外界释放热量的行为特征,将电池的整体传热过程分为4个子阶段,并对每一阶段的传热路径及形式进行了对比分析。（2）针对多场景下电池模组的热失控传播行为及能量传递计算进行了研究,对不同荷电状态、不同排列方式以及不同初始热失控电池触发位置下的3×3排列电池模组的热失控传播行为进行了对比分析,并且针对热失控传播过程中模组电池间的传热计算进行了定量分析。研究发现,低荷电状态的电池模组可以有效阻止热失控的传播行为,以倾角方式排列的电池模组的热失控传播行为比正对排列模组更加剧烈,且初始热失控电池的位置越靠近模组几何中心热失控传播的风险越高,此外通过对电池间的传热计算分析发现,热失控传播过程中电池本体间的辐射换热量可以通过传热学理论进行合理的单独计算。（3）针对电池模组热失控传播行为进行了模型构建及案例分析的研究,通过实验与理论分析完成了热失控传播多米诺预测模型的构建,并利用所构建模型以4×4方式排列的电池模组为例,对3种不同初始热失控触发电池位置下的热失控传播行为进行了对比分析。多米诺预测模型由热失控概率条件、模型基本假设、定量化的传热计算、初始状态及传播判定条件等要素组成,模型构建完成后最终由Matlab编码实现运行,研究发现电池是否发生热失控是一个与电池自身温度相关的概率事件,综合模组内热失控传播路径概率以及最大热失控传播概率路径的条数,案例中4×4模组内初始热失控电池位置的危险度由高到低为:近模组中心位置、模组边位置、模组角位置,模组中热失控传播的全过程可以按照电池热失控行为划分为4个阶段,分别为热失控传播触发阶段、热量累积阶段、多米诺效应阶段以及传播停止阶段。