电池成为近年的研究热点，现有的动力电池包通常由“电芯-模组-整包 ”的3级结构组成，为提高电动汽车底盘利用率，提高电池单位体积内的包含的能量，无模组技术（cell to pack，CTP）慢慢的变成了发展的新趋势，例如比亚迪自主研发的刀片电池。比亚迪的“刀片电池”采用层压工艺制造，正负电极首先被裁断成单片，然后在隔膜上多层堆叠形成极芯，然后采用热压的方式将极片与隔膜固定。
相比于三元锂电池，“刀片电池”使用稳定性更高的磷酸铁锂材料，且“刀片 ”形状增大了电池表面与冷却液和热交换器的接触面积，从而使“刀片电池”拥有非常良好的散热和安全性能。此外 ，广汽埃安开发了“弹匣电池系统安全技术”（以下简称“弹匣电池”），长城汽车开发了“大禹电池”。“弹匣电池”使用三元锂材料，通过自我修复的SEI膜、高安全性的电解液以及自聚合高阻抗界面膜降低了热失控的反应热。
通过在相邻电池之间增加带有晶格纳米孔隔热层的电池安全舱，控制了电池温度的扩散；通过液体冷却系统、散热通道和热传导通道，使电池的散热面积提高40 %，散热效率提高30 %。长城汽车的“大禹电池”采用三元锂材料 ，并通过提高镍元素的比例实现了更高的单位体积内的包含的能量 ；在结构上，电芯之间使用复合材料，并采用双向换流将产生的热量分布到整个电池包上；当电池热失控时，通过电池防爆阀和气火流路径，引导火源迅速至灭火通道排除，以避免热失控风险的发生。
电池包结构优化和强化设计主要从电池包结构设计 、电池包在整车的安装、电池单体的排布、整车结构强化以及隔振等方面展开。基于优化设计理论并结合有限元分析设计了具有轻量化、大容量的锂离子动力电池包结构，该电池包能够减小电池遭受冲击后的变形。此外 ，有学者借助于横向构件将电池包分成多个电池模组隔室，以及通过有限元模型分析，对电池薄弱部位进行加强等方式提升电池包安全性。特斯拉公司采用如图6所示的动力电池系统安全防护结构，通过动力电池模块之间隔板隔断、动力电池箱与车辆乘员之间增加隔热层以及火焰方向引导等方法实现了高安全电池箱设计。
温度对锂离子电池的循环寿命和安全性有特别大的影响 ，在低温时电池活性降低，并发生容量衰减，高温时产热加剧，易引发安全风险隐患。当电池在25 ~40 °C的温度范围内工作时，可获得最佳的安全性能和最长的循环寿命，因此就需要电池热管理系统来保持电池工作时候的温度在安全范围以内。目前最常见的冷却方法有空气冷却、液体冷却、相变材料冷却和热管冷却等。空气冷却依赖于外部风扇等设备，迫使气流进入设计管道，通过转移锂离子电池产生的热量，从而进行系统冷却，是当前可实车应用的最简单冷却方法。不同空气流速和不同电流倍率下动力电池热管理系统的冷却性能。
研究根据结果得出，增加空气流速可有效提升散热效率，并降低电池间温差。但在高倍率放电时 ，仅仅改变空气流速无法将锂离子电池的温度控制在55 °C以下，对电池组内的温度不一致性产生非常明显影响，导致温度上升，造成安全风险隐患。与空气冷却技术相比，液体冷却具有更高的导热性能和更好的热响应，可使电池组中的温度分布更加均匀。通过搭建电池组与微通道冷板组合的液冷散热模型来评估电池在不同充放电条件下的散热性能，研究根据结果得出增加流道数量能够更好的降低电池组的温度不一致性，缓解锂离子电池的热安全问题，避免热滥用引起的动力电池组的热失控。
当前液体冷却主要使用水或乙醇水溶液等液体，导热性能较差，研究人员利用添加剂或改进的冷却剂来提高冷却效率，使电池在合适的温度区间内工作 ，以保证电池的安全性能。然而 ，液体冷却对电池组的密封要求比较高，且管道、流量泵、制冷设备等部件增加了冷却系统的复杂性。相变材料可以在升温时吸收热量，从而将固体转变为液体，且具有稳定、无毒 、不易燃、不易爆等特性，在电池应用中具有巨大的加热和冷却潜力。但在低温下相变材料具备低导热性且在融化后会产生体积膨胀等问题还亟待解决。
热管冷却通过相变传热，将电池模块内的热量转移到周围环境中，以此来控制电池温度，并明显降低电池模块间的温差，具有效率高、冷却性能好的优点 。脉动热管由于具有效率高、冷却性能好以及良好的传热特性和环境适用性等优点，在新能源汽车的热管理系统中具有非常好的应用前景。除单一的冷却方式外，复合冷却方式得到大量关 注。 有 学 者 采 用 在 电 池 包 内 填 充 相 变 材 料（PCM）、 水凝胶以及组合材料（例如混合泡沫金属或膨胀石墨等）的方式，对电池进行快速散热，以及相变材料与热管等技术结合的方式，使电池的温度保持在安全可控的范围内，有效阻止了热失控的发生。
