低温环境下，手机电池性能下降的原理主要源于电池内部的化学反应特性以及电解质溶液的物理性质变化。

首先，手机电池大多是锂离子电池，其工作原理是通过电池内部的化学反应来产生电能。在放电过程中，电池内部的锂离子需要从负极迁移到正极，同时通过外部电路释放电能。然而，当温度降低时，电池内部的化学反应速度会减慢，这是因为化学反应需要一定的能量才能进行，而低温降低了分子的运动速度，使得反应变得缓慢。因此，锂离子在低温下的迁移速度也会减慢，导致电池放电性能下降。

其次，低温环境下，电池内部的电解质溶液粘度会增加。电解质溶液是电池内部锂离子迁移的媒介，其粘度的增加会使得锂离子的穿越运作能力变差，活性降低，电阻增加。这些变化都会进一步导致电池放电电压降低，电池容量减少，从而使得手机电池的续航能力在低温下明显下降。

此外，低温还可能对电池内部的材料结构产生负面影响，如导致电池内部产生微短路等问题，这些问题也会进一步加剧电池性能的下降。

，低温环境下手机电池性能下降的原理是电池内部的化学反应速度减慢、电解质溶液粘度增加以及电池内部材料结构受损等多种因素共同作用的结果。因此，在低温环境中使用手机时，可能会发现电池电量消耗得更快，手机续航时间明显缩短。为了改善这种情况，可以采取一些措施来保持电池的温度，如将手机放在口袋或包内等相对温暖的地方，或者使用保温套等物品对手机进行保温。