本实用新型公开了一种锂电池组及水下清洁机器人，所述锂电池组包括电芯、散热组件、保护板和防水密封组件；所述电芯包括两个以上并列设置的锂电池，所述保护板与所述电芯电连接；所述散热组件包括导热硅胶片和中框，所述导热硅胶片填充于所述电芯和所述中框之间的空隙；所述防水密封组件包括密封圈、上壳、所述中框和下壳；所述电芯、所述散热组件、所述保护板和所述防水密封组件均容纳于所述上壳、所述中框和所述下壳合围形成的腔内。通过导热硅胶片填充电芯和中框之间的空隙，可将空气挤出，尽可能减少内部跟电芯接触的热不良导体——空气，从而有效避免接触热阻有效地散热。