三元锂离子电池凭借其能量密度高、充电速率快、循环寿命长等优点,广泛应用于新能源汽车、储能电站及数码电子产品等领域。然而,高能量密度同时意味着更高的火灾风险。近年来频发的锂离子电池火灾安全事故,给人们的生命财产安全带来了极大的危害。因此,开展应对锂离子电池热失控行为的防控研究尤为必要。本文从三元锂离子电池热失控特性出发,分析了由穿刺引发的电池组热失控行为,探究了低温抑制措施针对三元锂离子电池火灾的防控效果。研究阐明了穿刺诱发下的三元锂离子电池热失控行为特性,揭示了荷电状态（SOC）对其的影响规律。依据单体电池实验中的火焰形态,可将热失控过程划分为穿刺冒出火花、形成射流火、发展为层流火、火焰衰减、火焰熄灭五个阶段,其中能量剧烈释放集中于射流火阶段。热失控的剧烈程度与电池SOC呈正相关。相比于100%SOC电池组实验结果,50%SOC的电池组末节电池热失控燃爆时间推迟了167 s,最高温度下降了约5.7%。0%SOC的电池组仅有受到穿刺的首节电池发生燃爆,最高温度下降了约61.7%,总质量损失降低了73.2%,热失控规模与剧烈程度明显减弱。研究揭示了低温冷却控制穿刺诱发下的三元锂离子电池热失控行为的内在机制。电池经低温冷却后内部材料的化学活性受到抑制,热失控剧烈程度减弱,相关特征参数显著降低。冷却强度越高,控制效果越明显。0℃工况中CO气体浓度及电池组总质量损失分别降低了13.7%与20.7%,-20℃工况下降幅度分别增至83.1%和75.9%。同时,低温状态削弱了电池间的能量传递过程,热失控的链式传播受到极大影响,0℃工况中末节电池燃爆时间推迟了114s,-10℃时仅有前两节电池发生热失控,降低至-30℃后包括受穿刺电池在内的四节电池均未发生明显的热失控反应。低温冷却对电池组表现出良好的控制效果。在低温控制电池热失控的基础上,开展了低温液氮扑救穿刺诱发下的三元锂离子电池火灾的灭火性能研究。研究发现,液氮释放后形成低温低氧的氛围,快速扑灭火势并控制电池内部的反应进程及电池间能量传递过程。持续10 s的注氮即可将传播链限制在前两节电池,延长注入时间后仅有受穿刺的电池发生热失控,电池最高温度下降幅度均超过45%,作用完毕后电池温度最高回升至100℃左右。提前释放液氮可使电池较长时间处于较为安全的超低温（低于-50℃）状态,仅有首节电池在穿刺瞬间产生火花,后续四节电池未产生显著温升。液氮作为三元锂离子电池应用场景灭火系统的灭火剂是可行且高效的。本文对低温抑制措施作用于三元锂离子电池热失控的防控效果进行了研究,相关成果可为三元锂离子电池的热失控防护和火灾扑救提供理论指导。