本发明公开了一种锂离子电池内短路故障与容量损失的诊断方法，利用电池充电后的电压变化规律对各电池单体是否有可能发生内短路故障进行初步判断。在电池工况运行时，对疑似内短路故障电池运用内短路故障模型的双扩展卡尔曼滤波算法估计电池的内短路电阻值，从而实现电池内短路故障程度的定量诊断；对非内短路故障电池运用Thevenin模型的双扩展卡尔曼滤波算法估计电池的欧姆内阻值，结合同型号全新电池的欧姆内阻值和老化电池的欧姆内阻值，计算电池的SOH，从而实现电池容量损失程度的定量诊断。即本发明可以对电池的内短路故障和容量损失进行区分，并实现电池的内短路故障程度的定量诊断或容量损失程度的定量诊断。