为了降低温室气体的排放,减轻能源枯竭的压力,我国大力推动新能源汽车的发展。锂离子电池由于自身的高能量密度、无记忆效应等优点被广泛应用于新能源汽车上,但是随着新能源汽车的安全事故率越来越高,表明电池的安全性能对人身和财产安全造成了极大的威胁,同时极端条件下锂离子电池的安全性也严重制约了新能源汽车的稳健发展。针对此问题,本文从电化学反应机理出发,就高温热滥用及针刺内短路两个方面开展了研究,以有效分析电池内部热特性变化,从而实现极端条件下锂离子电池的安全分析,对改善电池热管理设计和电池结构优化设计具有参考意义。首先建立了锂离子电池的电化学模型及热模型,分析了锂离子电池的工作原理、电化学反应机理及产热机理,并根据热失控特点对锂离子电池热失控的诱发机理、特性及副反应类型开展了研究,为后续极端条件下锂电池的安全研究奠定基础。在电化学模型和热模型的基础上添加了副反应,建立了三元软包电池的高温热滥用模型,研究了考虑环境温度及局部热源两种热源条件下的热失控过程及电池内部副反应进程,并根据软包电池的叠压结构对单体电池进行扩展研究,推算出单体电池在局部面热源及局部高初始温度两种局部热源下的温度演化。在高温热滥用模型的基础上,结合内短路产热过程,建立了针刺内短路模型,从电池表面温度、产热、电压、副反应进程等方面对电池进行了分析,得到了针刺引发的内短路的机理,并研究了不同短路面积、不同荷电状态、不同针刺位置下电池发生针刺过程中的热行为特征,明确了不同影响因素对电池发生内短路从而引发热失控的影响。