锂离子电池重要组成包括正负极，隔膜和电解液，其中手机的电池的正极材料一般为钴酸锂，负极材料为石墨，电解液为一些碳酸酯类的混合物。充电时，锂离子从正极脱出，通过电解液嵌入石墨，放电时，锂离子再通过电解液，嵌入到正极材料的晶格中。因此，锂离子电池又被称为摇椅电池。
先说低温对放电的影响。在低温的情况下，锂离子的迁移速率降低，动力学性能下降，从正极石墨中脱出和嵌入正极的速率也会下降。与此同时，电解液变得粘稠，电池内部阻抗增大，电化学反应的速率也变慢。极化增大，导致电压出现跳水，电池管理系统识别到相应的电压，以为电量不足随即启动自我保护机制，自动关机，其实这个时候电池还是有电的。假如在这个时候放到室温环境缓一会，又能开机了。这个通俗地讲就是在低温下，锂离子电池性能下降，电压出现虚低，启动自我保护系统，自动关机。苹果官网对旗下电子产品的操作环境要求显示，iPhone、iPad的最佳操作环境为0℃-35℃。目前苹果将温度检测机制设计为只要环境低于0℃就会触发机制自动关机，而很多安卓手机则将电池自保护设置在了更低的温度，因而更能耐低温。上述就是为何手机自动关机的原因。
另外，电池的标称容量是基于常温（25℃）测试得到的，在低温下放出的容量要远低于这个值，，只有40%甚至更低，具体跟温度有关。这就是电池感觉不耐用的原因。
除了上述原因，假如在低温和高温环境中来回切换，会导致水汽凝结，导致手机背部零部件受损。
近年来，一些研究者通过不同的测试手段和实验设计，将低温对锂离子电池的影响分解研究，解析影响低温性能的重要限制因素。S.S.Zhang等[]对不同温度下锂离子电池的交流阻抗进行测试，通过拟合，认为整个电池的阻抗由三部分组成，分别是本体阻抗Rb，固态电解质界面膜阻抗RSEI以及电荷转移阻抗Rct，并考察了20℃~-60℃温度范围内这三种阻抗随温度的变化关系，结果如图2所示，随着温度的降低，三种阻抗值都在增大，Rct变化最为明显，说明其对温度更敏感，与此同时作者还计算了Rct占整个电池阻抗的比例，当温度低于-20℃时，Rct/Rcell几乎接近100%，这说明低温时，电池的性能重要受限于大幅度升高的电荷转移阻抗Rct。
Huang等[]将电池正极、负极以及电解液各个组份分解开来单独研究，以求找到影响其低温放电的重要矛盾，作者发现，在-20℃时，相比于电解液和正极，负极性能衰减最为严重，同时发现Li+从石墨层间脱出较易，嵌入则较难，基于此作者提出限制电池低温性能的重要因素是低温下Li+在负极活性材料中的扩散阻抗急剧新增，但是作者并未像文献[3]中给出具体的阻抗谱以及相应的扩散阻抗的拟合数据。
综上所述，可以得出以下结论：关于绝大部分体系而言，低温时电荷传递速率和锂离子扩散速率的下降，是导致锂离子电池低温性能欠佳的重要原因，而扩散阻抗和电荷转移阻抗代表了电极电解液界面法拉第反应的速率，即温度降低使电极电化学反应速率降低，导致了较大的电化学极化，从而影响电池整体的放电性能。
