锂离子电池的充电温度一般应该被约束在0～60℃。电池温度过高会损坏电池并可能引起爆破；温度过低虽不会造成安全方面的问题，但很难将电动汽车电池充溢。因为充电过程中，电池内部将有一部分热能出现，因此在大电流充电时，要对电池进行温度检测，并在超越设定的充电温度时停止充电以确保安全。
锰酸锂离子电池的高温循环功能相对较差，但低温功能相对较好。磷酸铁锂离子电池的高温功能要好，但低温功能相对较差。在实际检测或应用中，磷酸铁锂离子电池容量受温度影响比较大，温度不同2~3℃，容量可能会相差1%~2%，温度越高，放出的容量越大，在电池分选时要严格控制环境温度。
在一定范围内，跟着温度的新增，锂离子电池容量新增的比较明显。如镍氢电池在55℃的放电容量只有常温容量的90%以上，而锂离子电池55℃放电容量通常能够超越常温容量。图3-19为磷酸铁锂离子电池在18～48℃放电容量不同（以20℃放电容量为基准）。
锂离子电池在不同低温下的放电容量曲线示意图(这里用来表示一般的变化趋势)。跟室温20℃相比，低温-20℃下容量衰减已经比较明显，到-30℃是容量损失更多，-40℃下容量连一半都不到了。
这里看一下影响低温性能的因素。通过比较容量和电解液电导率关系(图2)可以看到，温度越低，电池电解液的电导率越低。当电导率下降之后，溶液传导活性离子的能力就下降，表现为电池内部反应的阻力就会新增(这个阻力在电化学里面用阻抗表示)，造成放电能力下降，即容量下降。更进一步，通过测量电池内部各部分(正极、负极、电解液)阻抗可以看到各部分对电池阻抗的影响(图3)。当温度<-10℃左右，正极、负极(图中以石墨为例)的界面阻抗快速新增，而电解液的阻抗大概在-20℃左右之后快速上升，这几个阻抗综合结果就表现为电池阻抗在<-10℃左右快速上升(图中用Li-ioncell表示)。
法国著名电池公司Saft曾经通过2Ah圆柱电池(正极材料NCM，使用PVdF粘结剂，负极材料碳，使用CMC/SBR粘结剂)研究了高温对电池性能的的影响，比较了两个电池在不同高温下的情况：
B2电池-首先在60℃循环2次，然后在85℃下循环
B3电池-首先在60℃循环2次，然后在120℃下循环
