热失控指的由各种诱因引发的链式反应现象，导致电池在短时间内散发出的大量热量和有害气体，严重时甚至会引起电池着火和爆炸。导致热失控发生的原因有很多，比如过热、过充、内短路、碰撞等。
电池热失控往往从电池电芯内的负极SEI膜分解开始，继而隔膜分解熔化，导致负极与电解液发生发应，随之正极和电解质都会发生分解，从而引发大规模的内短路，造成了电解液燃烧，进而蔓延到其他电芯，造成了严重的热失控，让整个电池组产生自燃。
导致电池热失控的原因可分为内因和外因。内因往往是由于内部短路导致的；外因是由于机械滥用、电滥用、热滥用等原因导致的。
一、内部短路，就是电池的正负极直接接触，接触的程度不同，引发的后续反应也差别很大。通常由机械和热量滥用引起的大规模内短路将直接触发热失控。相反，内部自行发展的内短路，程度比较轻微，它产生的热量很少，不会立即触发电池热失控。
内部自行发展常见的包括制造瑕疵，电池老化造成的各种性能的衰退，如内阻增大，长期轻度不当使用造成的锂金属沉积等等，随着时间的积累，这种内因造成内短路的风险会逐渐增加。
二、机械滥用，指的是在外力作用下，锂电池单体、电池组发生变形，自身不同部位发生相对位移。针对电芯的主要形式包括碰撞、挤压和穿刺。比如车辆高速行驶中触碰的异物，直接导致了电池内隔膜崩溃，进而造成了电池内短路，短时间内引发了自燃。
三、锂电池的电气滥用，一般包括外短路，过充，过放几种形式，其中容易发展成电池热失控的要属过充电。外短路，当存在压差的两个导体在电芯外部接通时，外部短路就发生了。电池组的外部短路可能是由于汽车碰撞引起的变形，浸水，导体污染或维护期间的电击等。
与穿刺相比，通常，外部短路释放的热量不会加热电池。从外部短路到热失控，中间的重要环节是温度到达过高点。当外部短路产生的热量无法很好的散去时，电池温度才会上升，高温触发热失控。因此，切断短路电流或者散去多余热量都是抑制外短路产生进一步危害的方法。
四、局部过热可能是发生在电池组中典型的热滥用情况。热滥用很少独立存在，往往是从机械滥用和电气滥用发展而来，并且是直接触发热失控的一环。
除了由于机械/电气滥用导致的过热之外，过热可能由连接接触松动导致接触热阻增大引起的引起。热滥用也是当前被模拟最多的情形，利用设备有控制的加热电池，以观察其在受热过程中的反应。
