在所有的环境因素中，温度对锂离子电池的充放电性能影响最大，在电极/电解液界面上的电化学反应与环境温度有关，电极/电解液界面被视为锂离子电池的心脏。如果温度下降，电极的反应率也下降，假设电池电压保持恒定，放电电流降低，锂离子电池的功率输出也会下降。如果温度上升则相反，即锂离子电池输出功率会上升，温度也影响电解液的传送速度温度上升则加快，传送温度下降，传送减慢，锂离子电池充放电性能也会受到影响。但温度太高，超过45，会破坏锂离子电池内的化学平衡，导致副反应。 镍镉镍氢锂离子电池的放电效率在低温会有显著的降低（如低于-15），而在-20时，碱液达到起凝固点，锂离子电池充电速度也将大大降低。在低温充电低于0会增大锂离子电池内压并可能时安全阀开启。为了有效充电，环境温度范围应在530之间，一般充电效率会随温度的升高而升高，但当温度升到45以上，高温下充电锂离子电池材料的性能会退化，锂离子电池的循环寿命也将大大缩短。
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