在当前能源危机和环境污染的大背景下,社会对于清洁能源和储能载体的需求不断扩大,锂离子电池产业迅速发展。镍钴锰（NCM）三元锂离子电池具有能量密度高、循环性能好、制造成本低等优势,发展势头迅猛,应用范围不断扩大。然而,NCM三元锂离子电池安全性较差,其偶发的“热失控”故障往往导致严重的安全事故。此外,使用状态下的电池安全事故频频发生,如高倍率放电等过程中发生的火灾爆炸事故,给人们的生命和财产安全带来了极大的威胁。因此,需要对放电模式下NCM三元锂离子电池的热危险性进行研究。本文针对18650型NCM三元锂离子电池,围绕其在放电中的产热特性、热失控特性以及过放电循环后锂离子电池的热稳定性问题,使用实验研究和理论分析相结合的方法,开展了放电模式下锂离子电池热危险性研究,具体研究内容如下:第一,研究了锂离子电池在持续放电中的产热特性,对锂离子电池在不同放电深度下的电化学行为和热行为进行了分析,对比了 NCM523/石墨以及NCM811/Si-C两种体系电池在持续放电中的产热。锂离子电池在放电初期电压较为稳定,产热并不明显。当放电深度超过80%后,电池产热在极化作用下明显增加。当放电深度超过100%后,电池发生过放电,表现出了更高的产热行为并迅速损坏。NCM811电池相比于NCM523电池展示出了更好的过放电耐受能力,两种电池在不同放电深度下的过放电行为差异较大,但是其在电压维度上表现出了较高的相似性,证明了电压更适合表征锂离子电池在过放电中的状态。此外,利用内阻以及电压温度系数分析了锂离子电池的产热机理,揭示了可逆热、欧姆热、副反应热在过放电中的作用,发现了可逆产热和欧姆产热是锂离子电池过放电中的主要产热,提出了锂离子电池过放电产热的有效预测方法。第二,研究了放电行为对锂离子电池热失控特性的影响,对锂离子电池施加不同倍率的放电电流来模拟其使用状态。同时,利用锂离子电池热失控试验台,为电池提供恒定的外部热源以触发热失控。锂离子电池在放电过程中会不可避免的造成电池容量的减少,因此,对比分析了电池容量减少以及放电电流两个方面的影响,解释了放电对锂离子电池热失控特性的影响机制。实验结果表明,容量对于锂离子电池热失控行为有显著的影响,随着电池容量的减少,锂离子电池安全排气和热失控的触发时间增加,触发温度升高,同时热失控中的质量损失和最大温升速率减少。而放电电流对于锂离子电池热失控进程仅有加速作用,其质量损失、安全排气和热失控的触发温度等特征参数均无显著变化。此外,对电池热失控前的内部能量分布进行了量化分析。结果表明,当放电电流为4A时,仅电流带来的能量已与电池内部副反应产生的能量相当,造成了电池热失控触发时间大大提前。第三,研究了过放电循环后锂离子电池的老化机理和热安全性变化。实验证明在过放电条件下,锂离子电池容量衰减加剧,且其容量衰减程度与过放电深度呈正比。0.5～0.0 V之间存在某一个过放电电压临界值,当锂离子电池过放电超过这个临界值后其容量衰退速度会急剧增加。利用电化学阻抗谱法（EIS）对锂离子电池在过放电循环中的老化机理进行分析,明确了由固体电解质界面膜（SEI）生长导致的锂离子损失是过放电循环过程中的主要老化模式。使用扩展体积加速量热仪（EV-ARC）测试了锂离子电池在不同电位过放电循环后的热稳定性,揭示了过放电后锂离子电池的热稳定性变化规律,并获得了其热失控反应的动力学参数。经过过放电循环后,锂离子电池的自发热反应活化能降低,单位质量燃烧产热增加,带来更多的安全隐患。此外,基于热自燃理论对过放电后锂离子电池的热失控临界条件进行分析,计算得到了不同通风换热条件下的电池热失控临界环境温度（SADT）,为过放电后锂离子电池的安全使用及存储提供了重要指导。