磷酸铁锂电池低温0~-20°C温度下衰减。磷酸铁锂电池受温度影响很大，需要对电池进行热管理才能提高电池的使用效率。磷酸铁锂电池在0~-20°C温度下，放电容量分别相当于25°C温度下放电容量的88.05%、65.52%和38.88%。
低温对磷酸铁锂电池的正负极、电解液和粘接剂等都存在影响。比如，磷酸铁锂电池正极本身电子导电性比较差，低温环境下容易产生极化，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，如果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，电解液黏度会增加，锂离子迁移阻抗也会随之增大；此外，在磷酸铁锂电池的生产工艺中，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产生较大影响。不仅如此，磷酸铁锂电池在低温充电时，锂离子可能来不及嵌入石墨负极当中，从而析出在负极表面形成金属锂枝晶，这一反应会消耗电池中的可以反复充放电的锂离子、并大幅降低电池容量，析出的金属锂枝晶也可能会刺穿隔膜，从而影响安全性能。
磷酸铁锂电池的低温特性是由其材料特性决定的，很难改变。做过很多实验，不同材料锂电池的低温性能也有区别，现在最热火的磷酸铁锂是低温性能最差的，产品在-10°C时放出容量为最大容量的89%，应该在业内已经是比较高的；在55°C下放出容量可达到95%，相对低温的衰减还是比较少的。
对磷酸铁锂电池来说，过度放电和过度充电对电池的容量都有损害。正确使用锂电池的方法，就是电量不满即可充，避免电量用完再充，避免过充。锂电池的最佳使用温度是0到35摄氏度。低温环境会降低锂离子的活性，电池放电能力变弱，使用时间缩短。如果锂电池处于低温环境的时间较短，这种损害只是暂时的，不会对电池容量产生损害。当温度回升之后，性能会恢复。
不过，如果磷酸铁锂电池长时间在低温环境下工作和充放电，电池阳极表面会析出金属锂，这个过程不可逆，会对电池容量造成永久损害。