环境恶化和能源紧缺成为当前全球面对的紧迫问题。新能源领域技术的发展备受期待。锂离子电池以其卓越的性能受到电动汽车行业的密切关注,发展日新月异,但由于电池失效导致的车辆安全事故也与日俱增。通过大量事故分析原因,发现电池热失控是事故源头。锂离子电池在热滥用下会激活不同的反应,释放大量热量,如果不及时排散,就会引发热失控。复合相变材料吸散热性能良好,应用在电池模组上,能起到良好的控温散热效果。本文结合电池内部电化学反应放热机理,建立了单体电池电化学-热耦合模型,并以此研究了充放电下的电化学行为。基于以上基础模型,加入了电池内部副反应生热模块,建立了单体电池的热箱仿真模型和针刺热滥用模型,分别探讨了不同高温环境和不同荷电状态、刺针直径、刺针速度下,副反应发生的次序和放热功率,得到了上述因素对热失控温度变化及分布的影响规律。将单体电池成组,并加入了复合相变材料热管理模块,建立了电池模组的热失控模型,讨论了相变材料厚度对电池散热的影响,并进一步分析了复合相变材料的压缩密度,以及其组成成分-膨胀石墨质量分数对整体材料热导率的影响规律。仿真结果表明,不同环境温度会触发不同的副反应,且各部分副反应放热量差异明显;荷电状态和针刺速度与温升速率成线性关系,二者的影响作用相反,刺针直径在一定范围内增加会加剧热失控,超过后,温度反而下降;复合相变材料在电池模组散热中发挥积极作用,可通过增加其厚度实现相邻电池间热失控延缓甚至阻断,再结合电池体积占比得出了厚度最优范围,同时,提高压缩密度,加大导热系数,模组散热效果更明显,改变膨胀石墨质量分数,相变焓和导热系数变化规律相反,二者之间是竞争关系,平衡储热量和储热速度之后,得到了膨胀石墨质量分数的最优解。以上影响因素及数据,能够有助于电池模组散热系统的设计。