锂离子电池凭借寿命长、能量密度高、无记忆效应和无污染等优异性能而广泛应用,但是其本身存在的热安全问题也不能被忽视。锂离子电池在热失控过程中会释放出大量热量和有毒有害烟气,如果不进一步采取有效措施将引发严重的火灾事故。为了保障人们生命财产和降低火灾事故损失,需要利用火灾探测技术对锂离子电池进行实时的安全监测。大多数电池库房、回收厂等大型空间采用烟雾探测技术,目前使用最广泛的烟雾探测器是基于烟雾颗粒光散射原理的光电感烟探测器,但环境中粉尘、水雾等干扰气溶胶颗粒往往会造成感烟探测器发生误报和漏报,并且目前的烟雾探测技术也没有考虑锂离子电池火灾烟雾的特殊性。前人研究结果表明,不同波长和不同散射角条件下的不对称比（前后向散射光强的比值）可以用于区分识别不同类型的气溶胶,但是对于锂离子电池火灾烟雾的区分识别尚需进一步研究。因此,本文采用数值模拟计算和实验测量相结合的方法,研究了 18650型三元锂离子电池火灾烟雾的微观形貌特征与宏观光学特性,具体研究工作如下:（1）对比测试了两种荷电状态的锂离子电池火灾烟雾颗粒的微观形貌及形貌特征参数变化。利用电子显微镜,研究了 100%SOC和50%SOC锂离子电池火灾烟雾颗粒的微观形貌,发现:100%SOC电池烟颗粒与明火烟颗粒类似,具有典型的分形结构,50%SOC电池烟颗粒与阴燃火烟颗粒类似,为近似球形结构;通过图像统计处理的方法,获取了两种烟颗粒的形貌特征参数,发现:100%SOC电池烟颗粒的主粒子平均粒径为45.0 nm、分形维数为1.41,50%SOC电池烟颗粒的平均粒径为130 nm;根据统计的形貌特征参数,建立了烟颗粒物理结构模型,为锂离子电池火灾烟雾颗粒光散射特性的数值模拟计算提供了数据支撑。（2）分析了两种荷电状态的锂离子电池火灾烟雾颗粒的光散射特性。基于烟颗粒物理结构模型,利用Lorenz-Mie散射理论和DDA方法,对100%SOC和50%SOC锂离子电池火灾烟雾颗粒光散射特性进行数值计算,得到两种烟颗粒在不同粒径和不同波长条件下不对称比等散射特性的变化趋势:100%SOC电池火灾烟雾的不对称比随着粒径的增大和波长的减小呈现出单调递增的趋势;50%SOC电池火灾烟雾的不对称比不具有单调性,与颗粒的粒径和光源的波长密切相关,在粒径225 nm和波长405 nm附近出现第一个极大值。对电池火灾烟雾不对称比等散射特性的分析,为气溶胶散射实验的开展提供了理论基础。（3）研究了锂离子电池火灾烟雾、标准试验火及干扰气溶胶的不对称比的区别。基于数值模拟计算,选择合适波长光源和散射角的探测器模型,利用气溶胶散射实验装置,开展锂离子电池火灾烟雾在不同波长和不同散射角条件下的不对称比实验,研究电池荷电状态、非单一气溶胶、光源波长、偏振状态对其不对称比的影响;在此基础上,对标准试验火和干扰气溶胶开展不对称比实验,将其结果与电池火灾烟雾不对称比进行对比分析,提出了锂离子电池火灾烟雾与其他类型气溶胶的区分识别方法。