電池的溫度，屬于硬傷，由于發生在電極與電解質相界面的電極反應的溫度依賴性大，在所有的環境因素中，溫度對電池性能的影響最為明顯。低溫條件下，電極反應的速率下降，甚至反應終止，電池的性能因而明顯下降，甚至無法正常使用。升高溫度時，電極反應加劇。
但電極/電解質相界面的副反應也同時被加劇，這些副反應往往對電池有很大的破壞性，電池的性能受到影響。因此，電池工作的最佳溫度應當是最有利于電極反應而沒有明顯副反應發生時的溫度。液態鋰離子電池操作溫度范圍通常在-10~45℃，最低工作溫度一般不低于-20℃ ，最高工作溫度一般不超過60℃ 。
對于液體電解質的鋰離子電池而言，拓寬其操作溫度范圍的主要途徑是拓展電解質的過程、提高電解質在低溫條件下的電導率和高溫條件下的穩定性。而對于固體電解質而言，要拓寬其操作溫度范圍，必須設法提高電解質在室溫甚至低溫條件下的電導率，并降低其與電極材料間的界面阻抗。
