自锂离子电池商业化以来,其凭借多方面优势,得到广泛应用。尤其是随着新能源汽车及储能产业的快速发展,锂离子电池的使用规模也迅速扩大。然而,锂离子电池在滥用条件下会触发极端的热灾害,即所谓的“热失控”。热失控过程中,产生的大量热会传递至相邻电池,进而造成热失控传播,形成大规模的电池火灾、爆炸事故。对于新能源汽车等新兴产业而言,热失控灾害事故造成了严重的负面影响,不利于产业的进一步发展。然而,目前仍缺少有效的热失控抑制方法。为保证锂离子电池使用过程的安全性,亟需开展抑制其热失控灾害的相关研究。考虑到热失控灾害本质上由电池自身产热所致,因此,从冷却抑制的角度开展研究更具针对性。细水雾作为一种清洁高效的冷却技术,其在灭火领域尤其是电气火灾控制方面得到广泛应用。然而,在细水雾抑制锂离子电池热失控方面,仍缺乏系统、全面的研究工作。本文通过自主搭建的锂离子电池热失控抑制测试平台,开展了细水雾抑制热失控的系列模拟实验,揭示了细水雾冷却控灾机理及影响机制,提出了基于临界控制温度的热失控抑制的判定条件,给出了用于抑制锂离子电池热失控的细水雾冷却系统设计策略。主要工作包括:一、搭建了小型锂离子电池热失控抑制测试平台,开展了细水雾抑制18650小型动力电池热失控特性的研究。分析了不同荷电状态（SOC）下热诱发锂离子电池热失控特性。基于电池自加热与细水雾冷却特征推断出热失控临界控制温度,并通过实验验证。考虑到临界控制温度随电池SOC增加呈下降趋势,提出了细水雾临界控制温度的保守值,以期更适用于指导实际热失控灾害的控制。同时发现,经历冷却抑制后的电池仍具备再次触发热失控灾害的可能,但其危险性得到显著削弱。通过该研究,初步验证了细水雾对锂离子电池热失控出色的抑制效果。二、考虑到热失控灾害场景的多样性,进一步搭建了大型储能锂离子电池单体热失控抑制测试平台,开展了细水雾抑制大型储能锂离子电池热失控的研究,以期从多角度验证细水雾控灾的有效性。依据电池升温特性、电压变化以及气体释放三方面因素将热失控演变过程划分为不同的发展阶段,并识别出热失控演变过程中的关键转折节点。依据对热失控过程的分析进一步开展细水雾控灾实验,并分别从火灾抑制、电池冷却过程以及细水雾冷却效率等角度对控灾过程进行了全面分析。结果表明,在热失控不同演变阶段,细水雾均表现出出色的冷却控灾效果。细水雾作用下,电池明火在数秒内得到抑制,且冷却效果出色,即使在热失控触发条件下,电池表面温升依旧得到有效控制。电池整体冷却过程表现出与细水雾抑制热滥用相似的特征。三、在针对单体电池测试研究的基础上,进一步研究分析了细水雾抑制电池模组热失控的传播特性。从热失控传播行为入手,分析了热失控传播规律。探讨了细水雾在热失控不同传播阶段的控灾有效性,及其冷却持续作用时间对控灾效果的影响。研究表明,细水雾在热失控演变的各阶段均可有效抑制热失控传播,且针对所研究的18650电池模组,其控灾所需耗水量约为2.0 × 10-4 kgWh-1。冷却过程中,液滴蒸发吸热对热失控抑制起到决定性作用,电池最大冷却速率超过100℃s-1。基于对单体电池热失控抑制机理的分析,考虑到热失控传播过程中传热因素的影响,提出了拓展的临界控制温度范围（Tc1,Tc2）,可用于指导电池模组热失控传播灾害的抑制。四、从冷却控灾的角度研究了不同触发条件下热失控传播行为,并开展了细水雾冷却控灾系统的设计策略研究。从电池模组层面分析了不同灾害情形下热失控传播动力学参数及热参数的变化规律,探讨了其用于揭示热失控及其传播机理的有效性。进一步梳理了各参数间的复杂关联,辨识出可用于描述热失控发展本质特征的关键参数,包括最大产热速率及总产热量等。依据这些关键参数,可估算确定冷却系统设计中对最小冷却速率及吸热量的要求。基于该研究,提出了兼具适用性和实用性的热失控冷却控灾系统设计策略。本文工作从单体及模组层面分别验证了细水雾抑制锂离子电池热失控的有效性及基本行为特征,可为实际工程提供必要支撑。