锂电池内部短路的原因有哪些

锂电池内部短路是引发热失控甚至起火爆炸的核心风险点，其成因复杂且涉及制造、材料、使用环境等多个维度。根据现有研究及行业分析，可将主要原因归纳为以下五类：

一、制造缺陷与污染

金属杂质污染

生产过程中若正负极浆料混入铜、铁等金属颗粒，或集流体（铜箔/铝箔）携带毛刺，可能直接刺穿隔膜，形成正负极间的导电通道。例如，正极过渡金属杂质（如镍、钴）未彻底清除，会加速锂枝晶生长或直接穿透隔膜。

隔膜质量缺陷

隔膜厚度不均、孔隙率不达标或机械强度不足时，在大电流充放电中易被锂离子流冲击破损，导致局部短路。此类缺陷在Hi-pot（高压测试）中可能被检出，但微小瑕疵可能遗留至使用阶段。

装配工艺问题

极片/极耳位移：封装时正负极集流体意外接触，引发铝-铜短路（此类短路产热极快）；
焊接缺陷：点焊电流过大导致金属熔溅，形成内部导电杂质。

二、滥用使用与机械损伤

机械滥用

挤压、碰撞或跌落等外力可能导致电池壳体变形、隔膜破裂或极片移位，使正负极直接接触。
例如：新能源汽车碰撞事故中会发生自燃，其实就是内部出现短路，造成热失控引发着火。

电滥用

过充：过度充电使负极析锂加剧，锂枝晶生长并穿透隔膜；
大电流充放电：持续高倍率操作导致隔膜局部过热熔化（尤其在质量较差的隔膜上）；
前面写了一篇关于电动车如何充电的“不建议电动车每次都充满电（100%电量）”，快充还是比较伤电池的，尽量少用为好。
外部短路：正负极外部导线直接接触引发强电流冲击，间接损伤内部结构。

三、材料老化与枝晶生长

循环老化

长期充放电后，正极材料结构崩塌（如三元材料层状结构解体）或负极石墨粉化，活性物质脱落可能堆积刺穿隔膜。

锂枝晶形成

根本诱因包括：
负极储锂能力不足（如快充时锂离子嵌入速率不足）；
低温环境（≤0℃）下锂离子迁移缓慢，在负极表面沉积为枝晶；
局部电流密度不均（如电极涂层缺陷）。
枝晶持续生长至穿透隔膜后，引发微短路，进一步扩大为热失控。

四、温度相关失效

高温环境

温度＞60℃时隔膜可能收缩熔化（如PE隔膜熔点约130℃），导致正负极接触；同时电解液分解加速，副反应放热引发热滥用。

低温环境

如前所述，低温促进锂枝晶生成，且电解液粘度增大导致离子传导受阻，加剧局部极化。
高温和低温都对电池无益，而且他们伤害的机理也不同。

五、设计缺陷与压力异常

电池设计不合理：如正极过量设计、极片尺寸误差，可能造成装配应力集中或局部短路。
模组组装压力过大：电池组内机械压力过高可能挤压隔膜变形，引发微短路。