Όταν η θερμοκρασία είναι χαμηλή, τα χαρακτηριστικά ισχύος των μπαταριών φωσφορικού σιδήρου λιθίου θα μειωθούν σημαντικά και σε σοβαρές περιπτώσεις, θα επηρεαστεί η κανονική χρήση. Ως εκ τούτου, πρέπει να ληφθούν αντιψυκτικά μέτρα. Οι μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε θερμοκρασίες κάτω από μείον 10 βαθμούς Κελσίου. Είτε πρόκειται για μια τριμερή μπαταρία λιθίου είτε για μια μπαταρία φωσφορικού σιδήρου λιθίου, οι θερμοκρασίες κάτω από μείον 10 βαθμούς Κελσίου θα έχουν κάποιο αντίκτυπο στην απόδοση της μπαταρίας.
Σε χαμηλές θερμοκρασίες, η εσωτερική αντίσταση και η χωρητικότητα των μπαταριών φωσφορικού σιδήρου λιθίου θα μειωθεί και θα προκαλέσει ακόμη και μη αναστρέψιμη βλάβη στη δομή της μπαταρίας. Σε σύγκριση με τις τριμερείς μπαταρίες λιθίου, οι μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου έχουν πολύ κακή απόδοση το χειμώνα. Όταν η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι μείον 10 βαθμοί , η χωρητικότητα των μπαταριών φωσφορικού σιδήρου λιθίου θα μειωθεί κατά 40-50%. Όταν η θερμοκρασία φτάσει τους μείον 20 βαθμούς, η μπαταρία είναι πιθανό να χάσει άμεσα την ικανότητα εκφόρτισής της. Επομένως, το κατώτερο όριο της θερμοκρασίας λειτουργίας των μπαταριών φωσφορικού σιδήρου λιθίου είναι περίπου μείον 20 μοίρες (περίπου μείον 30 μοίρες για τριμερείς μπαταρίες λιθίου).
Ο λόγος για τον οποίο οι μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου έχουν τόσο κακή απόδοση εκφόρτισης σε περιβάλλοντα χαμηλής θερμοκρασίας το χειμώνα εξακολουθεί να οφείλεται στα χαρακτηριστικά των πρώτων υλών τους. Το θετικό υλικό ηλεκτροδίων της μπαταρίας, το φωσφορικό λίθιο, έχει κακή αγωγιμότητα και είναι επιρρεπές σε πόλωση, οδηγώντας σε υποβάθμιση της χωρητικότητας της μπαταρίας.
Το ιξώδες του ηλεκτρολύτη μέσα στις μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου αυξάνεται επίσης σε περιβάλλοντα χαμηλής θερμοκρασίας, οδηγώντας σε αύξηση της αντίστασης μετανάστευσης των ιόντων λιθίου, βραδύτερο ρυθμό διάχυσης ιόντων λιθίου και μείωση της δραστηριότητας της μπαταρίας. Ταυτόχρονα, το συνδετικό των μπαταριών φωσφορικού σιδήρου λιθίου επηρεάζεται επίσης από τη χαμηλή θερμοκρασία, με αποτέλεσμα τη μείωση της απόδοσης της μπαταρίας.
Επιπλέον, σε περιβάλλοντα χαμηλής θερμοκρασίας, το φιλμ SEI στο αρνητικό ηλεκτρόδιο των μπαταριών φωσφορικού σιδήρου λιθίου θα γίνει επίσης παχύτερο και η αντίστασή του θα αυξηθεί ανάλογα, οδηγώντας σε μείωση του ρυθμού αγωγιμότητας ιόντων λιθίου μεταξύ των φιλμ SEI. Επομένως, η σοβαρή υποβάθμιση της αντοχής των μπαταριών φωσφορικού σιδήρου λιθίου το χειμώνα είναι χαρακτηριστικό των υλικών τους. Επί του παρόντος, οι μεγάλες αυτοκινητοβιομηχανίες μπορούν να μετριάσουν την υποβάθμιση της χωρητικότητας μόνο με την εγκατάσταση συστημάτων διαχείρισης θερμοκρασίας μπαταρίας και την παροχή λειτουργιών θέρμανσης σε χαμηλή θερμοκρασία.
