在所有的环境因素中，温度对电池的充放电性能影响最大，锂离子电池在电极/电解液界面上的电化学反应与环境温度有关，电极/电解液界面被视为电池的心脏。低温下，电解液的粘度降低。导电性下降，活性物质的活性也会降低。会使电解液的浓度差变大，极化增强，使充电提前终止。更重要的是，锂离子在碳负极的扩散速度会更慢。容易有锂的析出。温度下降，电极的反应速率也下降。假设电池电压保持恒定，放电电流降低，电池的功率输出也会下降。
低温对磷酸铁锂离子电池的影响
目前，磷酸铁锂离子电池是应用在电动汽车上最多的电池，这种电池安全性高，单体寿命较长，但磷酸铁锂有一个致命的缺点，磷酸铁锂离子电池的低温性能比其他技术体系的电池略差。低温对磷酸铁锂的正负极、电解液和粘接剂等都存在影响。比如，磷酸铁锂正极本身电子导电性比较差，低温环境下容易出现极化，从而降低电池容量；受低温影响，石墨嵌锂速度降低，容易在负极表面析出金属锂，假如充电后搁置时间不足而投入使用，金属锂无法全部再次嵌入石墨内部，部分金属锂持续存在负极的表面，极有可能形成锂枝晶，影响电池安全；低温下，电解液黏度会新增，锂离子迁移阻抗也会随之增大；此外，在磷酸铁锂的生产工艺中，粘接剂也是一个非常关键的因素，低温对粘接剂的性能也会出现较大影响。
低温对钛酸锂离子电池的影响
同样是锂离子电池，钛酸锂离子电池的低温性能则比较优异。尖晶石结构的钛酸锂负极材料嵌锂电位约1.5V，不会形成锂枝晶，在充放电过程中体积应变小于1%。纳米化的钛酸锂离子电池可大电流充放电，实现了低温快充的同时又保障了电池的耐久性和安全性。比如，主打钛酸锂离子电池的银隆新能源，其产品具备在-50-60℃的正常充放电能力。钛酸锂离子电池有着材料上的优势，它在低温下仍然可以实现快充，这种任性，其他材料电池很难学来。
预加热提高锂离子电池的低温性能
面对低温下锂离子电池使用受限的局面，技术人员找到的应对策略是充电预热，虽然是权宜之计，但对提高锂离子电池的低温性能有着明显的效果。
低温环境下对锂离子电池充电或使用前，必须对电池进行预加热。电动汽车车载的电池管理系统(BMS)对电池加热的方式大体可分外部加热与内部加热两大类。外部加热方式有空气加热、液体加热、相变材料加热，以及热阻加热器或者热泵加热。这些加热方式一般位于电池包中，或者设置在热循环介质的容器中。内部加热法加热电池，则是通过交流电流激励电池内部电化学物质，使电池本身出现热量。
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