Thermal runaway merupakan fenomena kritis dan sering ditakutkan yang terjadi dalam baterai, khususnya baterai lithium-ion isi ulang yang banyak digunakan dalam berbagai aplikasi seperti kendaraan listrik, sistem penyimpanan energi, dan perangkat elektronik portabel.
Selama pengoperasian normal baterai, serangkaian reaksi elektrokimia terjadi untuk mengubah energi kimia menjadi energi listrik atau sebaliknya selama pengisian daya. Namun, dalam kondisi abnormal tertentu, thermal runaway dapat dipicu. Ketika baterai mengalami korsleting internal, misalnya, karena cacat produksi, kerusakan fisik (seperti kebocoran pada casing baterai), atau pengisian daya berlebih, aliran arus menjadi tidak terkendali. Hal ini menyebabkan peningkatan laju reaksi elektrokimia di dalam baterai. Seiring dengan percepatan reaksi ini, semakin banyak panas yang dihasilkan.