機械の「内部短絡（内部ショート）」とは、機器や部品の内部において
本来は絶縁されているはずの正極と負極（あるいは異なる相の配線）が
意図しない経路で直接つながってしまう現象を指す。
特にリチウムイオン電池などの蓄電デバイスや、モーター
変圧器などの電気機械において非常に重要な故障モードのこと。
目次
内部短絡と外部短絡の違い
外部短絡
機器の外側（端子間やコードの破損など）で電線同士が触れること。
ブレーカーやヒューズで保護しやすいのが特徴。
内部短絡
機器やセル（電池の最小単位）の「中」で発生すること。
外側から遮断することが難しく、エネルギーが内部で一気に解放されるため、非常に危険。
内部短絡が発生する主なメカニズム
内部短絡は
主に「絶縁体（セパレータや被覆）」の破壊によって起こる。
① リチウムイオン電池の場合
電池内部には、正極と負極を分ける「セパレータ」という薄い膜がある。
これが何らかの理由で破れると短絡が発生する。
主な破損の原因
- デンドライト（樹枝状結晶）の成長
充放電を繰り返すと、負極表面にリチウムが結晶化してトゲのように伸び
セパレータを突き破ることがある。 - 金属異物の混入
製造工程で微細な金属粉が混入すると
それが電極間をつなぐ「橋」となる。 - 物理的衝撃
外部からの圧力や釘刺しなどにより内部構造が潰れ
電極同士が接触する。
② 電気機械（モーター・変圧器）の場合
- 絶縁劣化
コイルの巻き線（エナメル線）の被覆が
熱や振動、経年劣化で剥がれ、隣り合う線同士が接触する。 - トラッキング現象
内部に埃や水分が侵入し、微弱な電流が流れ続けることで
炭化導電路（トラック）が形成され、短絡に至る。
内部短絡によるリスク：熱暴走
内部短絡が起きると、電気抵抗が極めて小さい状態（短絡状態）で電流が流れるため
ジュール熱が発生する。
生成される熱量 Qは以下の式で表される。
- I : 短絡電流
- R : 接触抵抗
- t : 通電時間
電池の場合、この熱がさらなる化学反応を呼び、「熱暴走（Thermal Runaway）という現象を引き起こす。
一度熱暴走が始まると、数秒から数分で数百℃に達し、発火や破裂に至る恐れがある。
内部短絡の主な発生原因まとめ
| 原因の分類 | 具体的な内容 |
| 製造上の欠陥 | 金属バリの残存、不純物の混入、セパレータのピンホール |
| 物理的要因 | 落下、衝突、振動による内部構造のズレや破損 |
| 電気的要因 | 過充電、過放電による電極の変質（デンドライト成長） |
| 環境的要因 | 高温環境での使用（絶縁体の融解）、湿気による腐食 |
内部短絡の対策について
内部短絡を完全にゼロにするのは難しいため、多重の防御策が取られている。
材料の改良
熱で溶けて穴を塞ぐ「シャットダウン機能付きセパレータ」や
不燃性の電解液の研究が進んでいる。
電圧や温度の微小な変化を検知し、異常があれば回路を遮断して
致命的な事故になる前に停止させる。
品質管理
製造工程でのX線検査やCTスキャンによる内部構造のチェックが徹底されている。
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