在我国“双碳目标”的宏伟蓝图下,可再生能源在国内能源体系中将发挥越来越重要的作用,然而可再生能源大规模并网将会严重冲击电网的安全稳定运行。因此,储能技术是支撑可再生能源普及应用的关键核心技术之一。随着电池技术的进步与成本的下降,电化学储能技术越来越受到人们的重视。其中,磷酸铁锂电池因其较高的安全性与良好的循环性能在电化学储能系统中得到了广泛地应用。然而,北京4·16大红门磷酸铁锂电池储能电站的火灾爆炸事故给人们敲响了警钟,材料体系的安全并不能保证集成电芯的安全,磷酸铁锂电池作为一种载能体,其热失控诱发的安全问题不可忽视。因此,研究磷酸铁锂的热失控致灾行为对磷酸铁锂储能系统的安全预警与火灾防控系统的设计具有重要意义。在储能环境中,过热与过充是电池发生失效最常见的两种触发方式,因此,本文针对两种方式下锂离子电池的热失控致灾行为,开展了以下研究:（1）发展了针对小型圆柱形磷酸铁锂电池过充条件下热失控孕育过程中产热速率与中心温度的预测算法。该算法的思想是基于表面温度对热源进行迭代,在单个时间步长内不断迭代热源,直到预测的表面温度与实验测的表面温度之差小于0.001℃,那么就认为此时求得到产热速率为该时间步长的真实产热速率。此外,该算法可直接求解电池的中心温度,进一步通过中心温度实验值与预测值的误差函数对该算法进行评估,发现整个过程中误差始终不超过6%,说明该算法在过充热失控孕育过程中具有较好的适用性。（2）基于绝热加速量热仪与密闭罐体得到的压力与温度数据,提出了小型磷酸铁锂电池热失控孕育阶段的产气动力学解耦分析方法。该方法的思路是利用裸露的电池放入氮气氛围的密封罐体进行绝热加速量热实验,通过对罐体内部不同阶段的压力构成进行分析,分析得到了物理产气与热失控副反应产气的瞬态演化过程。利用该方法对100%与50%荷电量的26700磷酸铁锂电池进行试验,发现热失控孕育阶段产气的主控机制为电解液蒸发。在泄压阀打开时,100%荷电量电池内部电解液产生蒸汽的分压约占92.11%,而热失控产生副反应小分子气体的分压仅占7.89%。因此对于磷酸铁锂电池储能系统,建议采用电解液探头对热失控极早期的气体进行预警。（3）基于中尺度热失控实验平台与热失控产气速率计算方法,对过热与过充条件下储能用大型方形磷酸铁锂电池热失控产热产气行为进行了分析比较。对于过热触发条件下的磷酸铁锂电池,其热失控产热行为表现为两种模式,但两种模式下表面特征临界温度与表面特征最高温度也较为接近,分别为405±4.2 K与407.5±13.85 K。过热条件下产气量约为153.05±5.3 L,产气组分中占比最高的气体为氢气,占比为38.86%。对于过充条件下热失控行为,根据其电压与温度变化,将整个过充阶段分为七个阶段,其中剧烈产气发生在第五阶段,产气量约为89.2±0.2 L,产气组分中占比最高的气体为氢气,占比为44.7%。（4）基于图像识别算法与非线性拟合函数得到了磷酸铁锂电池热失控火焰图像中的理查德森数,该数可用来分析电池热失控火焰主控机制演化机制。结果发现,过热与过充条件下磷酸铁锂电池热失控产生的湍流扩散火焰均经历了浮力驱动、浮力-动量驱动、动量驱动、动量-浮力驱动、与浮力驱动五个阶段。通过对这五个阶段进行统计平均后发现,过热条件下75%荷电状态的磷酸铁锂电池由浮力与动量共同主导的阶段占比最大,占比约为50%,而由纯动量驱动的占比仅为3%上下。而对于过充条件下的热失控而言,在热失控孕育阶段其产生的火焰主要是由浮力主控的类似油池火的形态。而对于过充热失控不可逆阶段产生的火焰主要是由泄压阀处动量控制的湍流扩散火焰形态,该阶段纯动量驱动的占比可以达到60%左右。