Separatoren sind poröse, elektrisch isolierende Strukturen, die in elektrochemischen Zellen (z. B. Lithium‑Ionen-, Natrium‑Ionen- oder Bleiakkumulatoren) Anode und Kathode räumlich trennen, gleichzeitig jedoch den Ionen­transport durch ihren Porenraum ermöglichen. Sie verhindern interne Kurzschlüsse und beeinflussen maßgeblich Sicherheit, Leistungsdichte, Lebensdauer und Temperaturfenster einer Zelle.

Werkstofflich kommen überwiegend Polyolefine wie Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) zum Einsatz, häufig als mehrschichtige Mikroporenfolien. Wichtige Kenngrößen sind Porosität, Porengrößenverteilung, Dicke, mechanische Festigkeit, Benetzbarkeit mit Elektrolyten sowie die elektrolytgetränkte effektive Ionenleitfähigkeit. Eine gezielte Morphologieeinstellung erlaubt die Optimierung des Kompromisses zwischen niedriger innerer Impedanz und ausreichender mechanischer Stabilität.

Thermische Sicherheitsfunktionen werden durch sogenannte Shutdown-Separatoren realisiert, deren Poren bei erhöhter Temperatur durch partielles Schmelzen kollabieren und so den Ionenfluss unterbrechen. Hochtemperaturanwendungen und Hochenergiekonzepte erfordern zunehmend keramisch beschichtete Separatoren oder vollständig anorganische Membranen (z. B. Al₂O₃- oder LLZO-basierte Systeme), die verbesserte Temperatur- und Dimensionsstabilität bieten.

Forschungsaktivitäten konzentrieren sich auf die Verbesserung der elektrochemischen und mechanischen Langzeitstabilität, die Reduktion von Dendritenwachstum, die Erhöhung der intrinsischen Sicherheit (z. B. flammenhemmende Separatoren), sowie auf Separatoren für Festkörperelektrolyte. Die präzise Charakterisierung von Struktur-Eigenschafts-Beziehungen ist entscheidend für das Design zukünftiger Hochleistungszellen.