基于H2浓度的锂离子电池热故障预警方法及系统，利用锂离子热失控触发前析出的H2对热失控进行预警。本发明首先对H2浓度阈值1和浓度阈值2、H2浓度变化率阈值K、时间间隔△t和采样频率进行设置；然后，当实时监测到连续多点H2气体浓度值超过浓度阈值1时，计算H2气体浓度在随后时间间隔△t内的总浓度和变化率；进一步地，依据H2气体总浓度和变化率与其对应浓度阈值2以及K的关系，在线预警是否可能将发生热失控。本发明方法可靠性高，简单易行，方便推广，能够在线对锂离子电池的热失控故障进行早期预警。