无声的杀手：通过多维度测试识别潜在的内部短路问题

内部短路会导致锂电池局部产生大量电流和焦耳热，从而导致隔膜收缩、电解质分解以及锂枝晶的生长。这形成了一个恶性循环。在较轻微的情况下，电池容量会下降，内阻会增加。在严重的情况下，可能会引发热失控，导致火灾和爆炸，使其成为锂电池最危险的失效模式之一。

为了保障用户安全，制造商必须制定“合格/不合格”的测试标准。目前业内公认的先进解决方案是“多维短路测试”——这是一种主动的诊断方法，旨在通过极端环境模拟，在电池进入市场之前发现其潜在的内部短路风险。

锂离子电池内部短路的原因及危害

内部短路是指一种危险的故障现象，即锂电池内部的正负极直接导通而没有外部电路，从而导致局部放电。其主要原因如下：

制造缺陷：带材边缘毛刺、灰尘颗粒、损坏/起皱的隔膜、错位的触点等。

材料失效：隔膜热收缩/老化、锂枝晶穿透隔膜、电解质分解。

外部损害：机械挤压/针刺、过度充电和过度放电、高温加热、循环老化和变质。

内部短路会导致锂电池出现“局部高电流放电和快速发热”的现象，从而导致隔膜失效、电解质分解，并引发热失控的连锁反应。在较轻微的情况下，这可能会导致容量下降和内阻增加。而在严重的情况下，它会直接导致电池单元起火并爆炸，并且还可能在模块/包装层面引发热扩散。这是锂电池面临的最致命的安全风险。

多维测试方法

静态测试只能捕捉电池的瞬时状态，而多维测试则将电池视为一个动态的电化学系统。通过太安测试的专业电池测试设备，建议使用高电流短路测试机。工程师可以从以下三个方面来识别潜在缺陷：

1. 热应力维度

利用太安环境试验箱对电池单元进行高频热循环测试，可以模拟电池绕组结构的“呼吸”运动。如果电池单元内部存在金属杂质，反复的机械压缩会导致杂质穿透隔膜，从而在实验室阶段暴露缺陷，避免在用户端出现潜在的安全隐患。

2. 机械维度

电动汽车和便携式设备的电池始终处于动态环境中，持续的振动很容易导致隔板的微动磨损。多维度测试需要在施加机械冲击或振动的同时，同时监测电池的电气性能。通过使用精密仪器来捕捉微小的泄漏电流变化，可以有效地确定单个电池的结构完整性是否能满足整个使用周期的要求。

3. 材料与化学尺寸

部分内部短路现象只有在电池老化后才会显现出来。通过使用高精度电池充放电循环仪器进行加速老化测试，并结合定期的超低电阻短路脉冲，可以准确测量自放电率和开路电压稳定性，从而能够预测电池未来出现故障的风险等级。

行业常见问题解答：如何避免电池批次出现故障的风险1.什么是“自我放电测试”？为什么它单独使用时效果不佳？

许多工厂会采用为期 14 天的开路电压（OCV）存储测试来查找短路问题。虽然这种方法对于“硬性”短路很有效，但却无法检测出在负载或温度变化时才会激活的“隐性”“软性”短路。多维测试在 OCV 测试的基础上加入了温度和压力等变量，使其灵敏度大大提高。

2.“钉刺穿”测试与 ISC 有何关联？

钉刺穿测试本质上是一种强制性的、灾难性的内部短路。虽然这是一种破坏性测试，但它能提供有关电池化学物质如何应对 ISC 的关键数据。它是否能安全地释放气体，还是会发生爆炸？多维协议会利用这些数据来设计更出色的隔膜和阻燃电解质。

3.制造过程中的杂质（毛刺）是如何导致内部短路现象的呢？

在电极切割过程中，边缘可能会残留一些微小的金属“毛刺”。而在电池板的压力作用下，这些毛刺可能会引发内部短路现象。