決定鋰電池隔膜性能的主要指標有隔膜的厚度、力學性能、孔隙率、透氣率、孔徑大小及其分布、熱性能及自關閉性能等。隔膜越薄，溶劑化鋰離子穿越時遇到的阻力越小，離子傳導性越好。阻抗越低，但隔膜太薄時，其保液能力和電子絕緣性降低，也會對電池性能產生不利的影響，目前，實際使用的隔膜的厚度通常在25~35um。
鋰電池對隔膜的力學性能也有較高的要求，單軸拉伸制備的隔膜在力學性能上具有各向異性，沿拉伸方向的強度約為50N，而垂直拉伸方向的強度僅為5N左右。雙軸拉伸制備的隔膜在兩個方向上的強度基本一致。多層隔膜在不同方向的強度均勻，較適合作為鋰電池隔膜。
提高隔膜的孔隙率可以降低隔膜對鋰離子遷移的阻力，孔隙率越大，孔的曲率越小，孔的貫通性越好，鋰離子的穿透能力越強，但孔陳串的提高又會導致材料的力學性能和電子絕緣性下降，甚至山現電極的活性物質穿越隔膜產生物理短路現象。因此，大多數鋰電池隔膜的孔隙率在4%~5%之間。
孔徑的大小與孔隙率密切相關，商品化隔膜的孔徑一般在0.03 ~0. 12uA之間，且孔徑分布較窄，孔徑大小均勻，最大孔徑與平均孔徑分布差別不超過于0，011um。
透氣率也是與離子遷移性質緊密相關的物理量。它是由膜的厚度、孔陳率、孔徑大小、孔徑分布等多種因素決定的。同種材料制得的隔膜，厚度越小、孔隙率越人、孔徑越大、孔徑分布越均一材料的透氣率就越高。
對于鋰電池和鋰電池的隔膜材料而言，熱熔性是特別重要的性能指標，因為它是電池安全性的重要保障。鋰電池由于濫用等原因出現自熱和電解液的氧化等，電池的溫度急劇升高，成為鋰電池的安全隱忠。要消除這種隱患，隔膜必須能夠在要求的溫度下熔融使微孔閉合，變成無孔的離子絕緣層，使電池中斷，防止由于溫度的持續升高引起的電池嫌燒甚至爆炸，這就是隔膜的自關閉現象。
聚丙烯隔膜的自閉溫度人約為170℃左右，聚乙烯隔膜的自閉溫度為130-140℃，近年來發展起來的聚丙烯和聚乙烯多層復合隔膜的自閉溫度在80-120℃之間。其強度和安全性比單層膜好，自閉時阻抗高，使鋰電池更加安全。但自閉溫度過低，電池很容易因此失去性能而報廢。
