隔膜本身既是电子的非良导体，同时具有电解质离子通过的特性。隔膜材料必须具备良好的化学、电化学稳定性，良好的力学性能以及在反复充放电过程中对电解液保持高度浸润性等。隔膜材料与电极之间的界面相容性、隔膜对电解质的保持性均对锂电池的充放电性能、循环性能等有着重要影响。

常用的隔膜材料有纤维纸或者无纺布、合成树脂制的多孔膜。常见的隔膜有聚丙烯和聚乙烯多孔膜，对隔膜的基本要求是在电解液中稳定高。

由于聚乙烯、聚丙烯微孔膜具有较高孔隙率、较低的电阻、较高的抗撕裂强度、较好的抗酸碱能力、良好的弹性及对非质子溶剂的保持性能，故商品化锂的隔膜材料主要采用聚乙烯、聚丙烯微孔膜。

聚乙烯、聚丙烯隔膜存在对电解质亲和性较差的缺陷，对此，需要对其进行改性，如在聚乙烯、聚丙烯微孔膜的表面接枝亲水性单体或改变电解质中的有机溶剂等。目前所用到的聚烯烃隔膜厚度都较薄。采用其他材料作为锂电池隔膜，如有人研究发现，纤维素复合膜材料具有锂离子传导性良好及力学强度佳等性能，亦作为锂电池隔膜材料。

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