挤压碰撞与穿刺是如何引起内短路的

本篇文章还是围绕内短路来分析，内短路可分为内部缺陷，机械滥用、电滥用和热滥用四种，上文我们分析了内部缺陷引起的内短路，本文将重点分析机械滥用引起的内短路。

挤压碰撞和穿刺是机械滥用的两种常见形式，在发生机械滥用过程中可能会使电池内部隔膜失效发生内短路。从而引起电池内部发生剧烈的电化学反应，导致内部温度急剧升高，最终发生热失控现象。

一.挤压碰撞

碰撞发生时，电池之间、电池和外部机械结构之间会产生挤压导致电池外部发生形变。随着进一步发展，电池的内部结构也会发生改变，使电池内部结构失效，发生严重的内短路事故。当外部挤压力超过电池材料的承受极限时电极材料就会产生裂纹，裂纹进一步扩散会导致集流体层发生断裂,进一步导致内短路。

锂电池的核心结构由正极、负极、电解液及隔离正负极的隔膜组成。隔膜通常为聚乙烯（PE）或聚丙烯（PP）材质的多孔薄膜，其作用是阻止正负极直接接触，同时允许锂离子通过。当电池遭受碰撞（如挤压、撞击）时，外力会使电池外壳或内部组件发生形变，电极片（正负极）可能因挤压而错位、弯曲或断裂。

若碰撞力度较大，电极片的边缘或涂层中的尖锐颗粒（如正极材料颗粒）可能刺穿隔膜，导致正负极直接物理接触。此外，碰撞还可能使电极片上的活性物质脱落，脱落的颗粒堆积在隔膜表面，若数量足够多，也可能穿透隔膜形成导电桥。当正负极失去隔膜阻隔后，电子会绕过外电路直接在内部导通，形成内短路。

锂电池在遭受穿刺时，尖锐物体（如金属钉、钢针）直接贯穿电池外壳并侵入内部结构，通过机械破坏与导电通路形成引发内短路。

锂电池的外壳（钢壳或铝塑膜）虽具备一定防护性，但无法抵御尖锐物体的穿刺。当穿刺物刺入时，会依次穿透外壳、电极组件（正极/ 负极片）及中间的隔膜。其中，隔膜作为隔绝正负极的关键屏障，会被穿刺物直接撕裂或刺穿，形成直径与穿刺物相当的破口。

若穿刺物为金属材质（如铁钉），其本身即为良导体，插入后会直接连接正负极，形成低电阻通路。电子无需通过外电路，即可在电池内部高速传导，产生瞬时大电流（内短路电流可达正常工作电流的数十倍）。

穿刺导致的隔膜破口使正负极失去绝缘阻隔，裸露的电极片或脱落的活性物质颗粒（如正极的锂金属氧化物、负极的石墨颗粒）在穿刺通道内堆积，形成“导电桥”。

穿刺过程中，电极片涂层可能因摩擦脱落，金属外壳或穿刺物的碎屑也可能掉入电池内部。这些导电碎屑若附着在隔膜破口两侧，会进一步降低正负极间的电阻，加剧短路程度。