与二次锂电池相比，一次锂电池对隔膜性能的要求一般要低，由于没有充电过程，所以有助于一次锂电池避免产生电化学沉积物和生成氧化物。由于阴极是由光滑的锂金属片制成的，所以对机械强度的要求更低，另外，因为一次锂电池只有在电池温度超过180℃（锂的熔融温度）时才会发生热失控现象，所以膜的闭孔行为也不是必不可少的。基本要求非常简单：低阻抗，薄，高强度，低收缩率，相对较小的孔尺寸和无缺陷。和锂离子电池用隔膜一样，一次锂电池也要求隔膜的性能应该一致。
电池用隔膜化学反应；大部分一次锂电池用隔膜，MnO2锂电池是应用范围最广的一次锂电池，如长期记忆备份装置、安全保险装置、摄像机、很多消费者装置、军事电子装置，它有锂阳极、浸渍电解质的聚丙烯微孔膜和MnO2的阴极组成。该类电池可以制造成很多形式（包括扣式、筒状、螺旋缠绕圆柱和菱柱状），能够应对低中高能耗。
MnO2扣式锂电池中有圆盘状的锂阳极，由浸渍电解质的聚丙烯隔膜将其与二氧化锰阴极隔开，筒状设计包括一个锂阳极核及围绕其周围的二氧化锰阴极，正阴极是由浸渍电解质的聚丙烯隔膜将其隔开。由于厚电极的应用及活性物质的最大量化，筒形电池可以获得最高的能量密度。在螺旋缠绕圆柱电池中，锂阳极、阴极和聚丙烯微孔膜一块混合形成凝胶状卷绕物，这类电池用在需要大电流脉冲和连续高倍率运行的领域。
锂电池隔膜
CFx锂电池包括锂阳极、氟化聚酯阴极和浸渍有机电解质的聚丙烯，这类电池常用作手表、便携计算器和存储设备等的电源。
硫化铁类锂电池
自1990年开始，市场上就有Li-FeS2（L91）AA电池的销售。这类电池通常表面积较大，是由在铝箔上涂覆FeS2形成的阴极、聚丙烯微孔膜和锂阳极构成的凝胶卷绕结构。这类电池特别适用于功耗高和恒功率设备，它的高电压特性可以延长恒功率设备的使用时间。
SO2锂电池
SO2锂电池主要用于军事、工业和太空等领域。由于这类电池优异的低温性能和寿命长，它们在大电流和高功率的设备应用中非常广泛。通过螺旋缠绕长条形的锂箔、微孔聚丙烯膜、阴极和另一隔膜层，将这类电池制成柱状。
SOCl2锂电池
SOCl2锂电池具有最高的电池电压（约3.6V）和实际应用电池中最高的能量密度。这类电池可以制作成不同的尺寸和结构，有小到400mA的长圆柱形和螺旋缠绕结构的圆片或纽扣电池，大到10000Ah的棱柱电池。长圆柱形电池制作成圆柱形结构，阳极是由与电池壳内壁相连接的锂箔构成的，隔膜是由玻璃纤维非织造布构成的，阴极是由聚四氟乙烯充当粘结剂的乙炔炭黑构成的。
