电池的温度，属于硬伤，由于发生在电极与电解质相界面的电极反应的温度依赖性大，在所有的环境因素中，温度对电池性能的影响最为明显。低温条件下，电极反应的速率下降，甚至反应终止，电池的性能因而明显下降，甚至无法正常使用。升高温度时，电极反应加剧。
但电极/电解质相界面的副反应也同时被加剧，这些副反应往往对电池有很大的破坏性，电池的性能受到影响。因此，电池工作的最佳温度应当是最有利于电极反应而没有明显副反应发生时的温度。液态锂离子电池操作温度范围通常在-10~45℃，最低工作温度一般不低于-20℃，最高工作温度一般不超过60℃。
对于液体电解质的锂离子电池而言，拓宽其操作温度范围的主要途径是拓展电解质的过程、提高电解质在低温条件下的电导率和高温条件下的稳定性。而对于固体电解质而言，要拓宽其操作温度范围，必须设法提高电解质在室温甚至低温条件下的电导率，并降低其与电极材料间的界面阻抗。
