鋰離子電池重要組成包括正負極，隔膜和電解液，其中手機的電池的正極材料一般為鈷酸鋰，負極材料為石墨，電解液為一些碳酸酯類的混合物。充電時，鋰離子從正極脫出，通過電解液嵌入石墨，放電時，鋰離子再通過電解液，嵌入到正極材料的晶格中。因此，鋰離子電池又被稱為搖椅電池。

先說低溫對放電的影響。在低溫的情況下，鋰離子的遷移速率降低，動力學性能下降，從正極石墨中脫出和嵌入正極的速率也會下降。與此同時，電解液變得粘稠，電池內部阻抗增大，電化學反應的速率也變慢。極化增大，導致電壓出現(xiàn)跳水，電池管理系統(tǒng)識別到相應的電壓，以為電量不足隨即啟動自我保護機制，自動關機，其實這個時候電池還是有電的。假如在這個時候放到室溫環(huán)境緩一會，又能開機了。這個通俗地講就是在低溫下，鋰離子電池性能下降，電壓出現(xiàn)虛低，啟動自我保護系統(tǒng)，自動關機。蘋果官網對旗下電子產品的操作環(huán)境要求顯示，iPhone、iPad的最佳操作環(huán)境為0℃-35℃。目前蘋果將溫度檢測機制設計為只要環(huán)境低于0℃就會觸發(fā)機制自動關機，而很多安卓手機則將電池自保護設置在了更低的溫度，因而更能耐低溫。上述就是為何手機自動關機的原因。

另外，電池的標稱容量是基于常溫（25℃）測試得到的，在低溫下放出的容量要遠低于這個值，，只有40%甚至更低，具體跟溫度有關。這就是電池感覺不耐用的原因。

除了上述原因，假如在低溫和高溫環(huán)境中來回切換，會導致水汽凝結，導致手機背部零部件受損。

近年來，一些研究者通過不同的測試手段和實驗設計，將低溫對鋰離子電池的影響分解研究，解析影響低溫性能的重要限制因素。S.S.Zhang等[]對不同溫度下鋰離子電池的交流阻抗進行測試，通過擬合，認為整個電池的阻抗由三部分組成，分別是本體阻抗Rb，固態(tài)電解質界面膜阻抗RSEI以及電荷轉移阻抗Rct，并考察了20℃~-60℃溫度范圍內這三種阻抗隨溫度的變化關系，結果如圖2所示，隨著溫度的降低，三種阻抗值都在增大，Rct變化最為明顯，說明其對溫度更敏感，與此同時作者還計算了Rct占整個電池阻抗的比例，當溫度低于-20℃時，Rct/Rcell幾乎接近100%，這說明低溫時，電池的性能重要受限于大幅度升高的電荷轉移阻抗Rct。

Huang等[]將電池正極、負極以及電解液各個組份分解開來單獨研究，以求找到影響其低溫放電的重要矛盾，作者發(fā)現(xiàn)，在-20℃時，相比于電解液和正極，負極性能衰減最為嚴重，同時發(fā)現(xiàn)Li+從石墨層間脫出較易，嵌入則較難，基于此作者提出限制電池低溫性能的重要因素是低溫下Li+在負極活性材料中的擴散阻抗急劇新增，但是作者并未像文獻[3]中給出具體的阻抗譜以及相應的擴散阻抗的擬合數(shù)據。

綜上所述，可以得出以下結論：關于絕大部分體系而言，低溫時電荷傳遞速率和鋰離子擴散速率的下降，是導致鋰離子電池低溫性能欠佳的重要原因，而擴散阻抗和電荷轉移阻抗代表了電極電解液界面法拉第反應的速率，即溫度降低使電極電化學反應速率降低，導致了較大的電化學極化，從而影響電池整體的放電性能。