随着能量密度的提高，锂离子电池的安全问题日益引起人们的关注，在锂离子电池安规测试中，针刺可谓是最为苛刻的条件之一，在各项安规测试中是最难过的一项要求，也是锂离子电池安全测试的重点关注项目。对于由针刺引起内短路、进而引发热失控的现象，人们进行了大量的研究，包括测试条件（针的直径，针尖角度，针刺速率，针刺位置等）、荷电状态(SOC)、电池材料(如正负极材料、隔膜和电解液等)的影响，以及热电耦合仿真等技术等，对针刺机理进行了比较深入的探索。首先说一下针刺局部产生的大量热后引发的热失控链式反应，电池材料会在不同温度下发生反应，主要包括SEI膜分解，负极与电解液反应，正极分解反应，电解液分解反应，电解液燃烧等。在整个过程中产热的来源是造成热失控的根本原因，如果能很好低了解产热的根本来源，在源头就能找到办法来避免内短路的发生。我们知道，在针刺测试中，能够引起电池内部发生短路的情况分为四种：

正极铝集流体与负极铜集流体；

正极铝集流体与负极石墨膜片；

正极钴酸锂膜片与负极铜集流体；

正极钴酸锂膜片与负极石墨膜片；

如下图所示：

四种情况的接触电阻如下表所示：

表1四种情况下的接触电阻（直径7mm的钢针）

电池内部的各种物质的可燃性：

其中集流体在大电流下，由于通过电流的欧姆效应而发热。

对于阴阳极片，用下列方法测试其着火温度：在一个电阻上通过一定大小的电流，电阻发热后温度升高；电阻表面有温度探头，监测电阻温度；通过调节电流的大小来控制电阻表面的温度高低。当电阻表面达到一定稳定温度后，将电阻和新鲜的电极极片相接触，观察极片是否发生燃烧。

从结果上看，阳极（卷绕工艺、人造石墨、碳酸脂电解液）状态在4.2V/4.4V时着火温度约250℃。降低电池SOC（充电状态）到80%(4.0V)后，进行相同的测试，阳极的着火温度增加至约260℃。阴极则在高于500℃的温度都不会自我燃烧。

 图2 模拟正极和负极膜片的着火点装置示意图

将不同工艺和容量的电池在满充状态拆开外部包装袋，迅速按照上面的接触方式，进行短路，可以得到如下结果：

由此可见，Al-阳极膜片是最危险的短路模式，瞬间会产生大量的热，而着火。负极由于具有很好的导热性，很容易发生热失控。因此在针刺中如何避免Al箔触碰阳极膜片是关键问题所在。当前解决针刺问题的最有效方法是正极使用复合集流体，瞬间增加内短路电阻，切断内短路电流。