本发明涉及一种锂离子电池低温失效后的隔膜弹性模量测试系统及方法，属于材料力学性能测试领域。通过在电池针刺试验机腔体内加装可降至‑40℃的低温、充放电系统，对锂离子电池单体进行低温、充放电复合加载，构建与调控力‑低温‑电复合多场测试模式，激发电池低温失效特性。然后，提取并分离出隔膜，对其施加多周期、循环递增交变载荷，进行点阵式纳米压痕测试，测得载荷‑深度响应曲线，根据压入响应和微区弹性回复行为分析，可获得隔膜表面弹性模量，也可定量或定性评估隔膜在电池低温失效后微区域、微尺度上弹塑性演化程度，为锂离子电池低温性能的提升、电学、力学参数的优化提供新颖的测量与评估方法。