锂离子电池具有能量密度大、自放电率小、无环境污染等优点,被称为绿色电池。因此,锂离子电池储能被认为是当今最具潜力的储能方式之一。电流倍率与温度会影响锂离子电池的特性,大容量锂离子电池外表面面积较大,单体各端面可能存在温度梯度,也会影响电池特性。而且,锂离子电池的产热-传热-散热是一个涉及到电学、电化学、热学等多学科的复杂过程。因此,研究大容量锂离子电池的热特性,对有效采取散热措施,确保电池安全可靠运行具有非凡的意义。本文针对大容量磷酸铁锂电池,基于电化学-热耦合模型深入研究电流倍率、环境温度、温度梯度等因素对电池温度分布及外特性的影响。首先,针对磷酸铁锂电池构建电化学-热耦合模型,在Comsol中进行仿真研究。通过对86Ah的锂电池进行0.5C充放电实验,从单体电池电压对仿真模型进行验证。模型外特性仿真结果与实验结果拟合程度高,验证所建立的电化学-热耦合模型的正确性。并针对不同电流倍率和不同环境温度对单体电池和串联电池组的温度分布情况分别进行仿真。然后,研究温度梯度对单体电池特性的影响。利用已建立的电化学-热耦合模型进行仿真分析,探究内部锂离子浓度分布、固相电势等微观参数的变化,结果显示温度梯度的存在对磷酸铁锂电池内部微观参数的影响各不相同。同时,选取单体温度梯度在三种不同工况下进行循环充放电实验,实验发现温度梯度会导致电池放电内阻下降,充放电容量增大等变化。最后,建立Comsol with Matlab联合仿真模型,研究磷酸铁锂并联电池组因互连电阻存在,而导致其不一致性加剧的现象。基于该模型对并联电池组因互连电阻影响下的外特性进行研究。结果显示,互连电阻导致并联电池组内电池外特性发生变化,其中电流呈现不规律变化。SOC在一次放电过程后就产生了2%的差异,仿真结果验证了互连电阻的存在会导致并联电池组的不一致性加剧。通过仿真及实验研究了单体电池与串联电池组温度分布情况,研究了温度梯度对单体电池微观参数及外特性的影响,通过Comsol with Matlab联合仿真模型来对并联电池组不一致性展开分析。本文的研究方法和研究结果将对电池安全管理起到指导作用。