和人類一樣，鋰電池在正常室溫環(huán)境下運行最好，由于改進了電化學反應，鋰電池制造商喜歡推薦電池在27 °C(80 ° F)溫度下使用，雖然在高溫下可以提高電池性能，但長時間暴露會縮短壽命。

正如寒冷國家的所有司機都知道，鋰電池溫度在常溫環(huán)境下比在低溫環(huán)境下能更好的帶動汽車發(fā)動機。低溫會增加內阻并降低容量。在27°C(80°F) 下提供100%容量的鋰電池通常在–18°C(0°F)下只能提供50%。瞬時容量下降因電池化學性質而異。

干固體聚合物電池需要60–100°C(140–212°F)  的溫度來促進離子流動并變得導電。這種類型的電池在炎熱氣候中的固定電源應用中找到了一個利基市場，在這種氣候中熱量充當催化劑而不是劣勢。內置加熱元件使電池始終正常運行。高昂的電池成本和安全問題限制了該系統(tǒng)的應用。更常見的鋰聚合物使用凝膠電解質來提高導電性。

如果在20°C(68°F)或略低于20°C(68°F)的溫度下使用，所有電池均可達到最佳使用壽命。例如，如果電池在30°C(86°F)而非更適中的較低室溫下運行，則循環(huán)壽命將減少20%。在40°C(104°F) 時，損耗躍升至 40%，如果在45°C(113°F)下充電和放電，循環(huán)壽命僅為 20°時預期壽命的一半。

所有電池的性能在低溫下急劇下降;但是，當施加負載電流時，由于電壓下降引起的效率損失，升高的內阻會引起一些升溫效應。在–20°C(–4°F) 時，大多數(shù)電池的性能水平約為正常溫度下的50%。雖然鎳鎘電池可以降至–40°C(–40°F)，但允許的放電僅為 0.2C(5小時速率)。特種鋰離子電池可以在–40°C的溫度下工作，但只能以較低的放電速率運行;在這個溫度下充電是不可能的。使用鉛酸存在電解液凍結的危險，這可能會導致外殼破裂。當比重更像水而不是充滿電時，鉛酸在低電荷時更快地凍結。

圖1：顯示了18650鋰離子電池在不同溫度下的放電電壓。2.8Ah 電池的 3A 放電表示C-rate為  1.07C。低溫下容量的降低僅適用于電池處于該條件的情況，并且會在室溫下恢復。

18650鋰離子電池在不同溫度下的放電電壓

容量相同的匹配電芯在低溫重載放電時發(fā)揮重要作用。由于電池組中的電池永遠無法完美匹配，因此如果允許放電繼續(xù)超過安全截止點，則多電池組中較弱的電池上可能會出現(xiàn)負電壓電位。被稱為電池逆轉，弱電池會受到壓力，從而產(chǎn)生永久性電短路。電池計數(shù)越大，在負載下單元逆轉的可能性就越大。低溫重載過放電是造成無線電動工具電池故障的主要原因。

而電動汽車在兩次充電之間的行駛里程是在環(huán)境溫度下計算的。電動汽車司機正在意識到寒冷的溫度會降低可用行駛里程。這種損失不僅是由電加熱機艙引起的，而且是由于電池電化學反應的固有減慢造成的，這會降低電池在低溫時的容量。