低温电池的关键科学问题包括以下几个方面：

1. 电解液的选择和优化：低温环境下，电解液的导电性能、稳定性和电化学窗口等性质会受到较大影响。因此，如何选择合适的电解液，并进行优化，使其在低温下能够有效地传递离子，同时具有较高的化学稳定性，是低温电池研究的关键问题之一。

2. 电极材料的设计和改进：低温环境下，电极材料的导电性能和反应动力学等性质也会受到影响。因此，如何设计和改进电极材料，使其在低温下具有较高的导电性能和催化活性，同时保持较好的循环稳定性，是低温电池研究的关键问题之一。

3. 温度调控和保温技术：低温环境下，尤其是极低温环境下，电池内部的温度会对电池的性能产生较大影响。因此，如何有效地调控和保持电池的工作温度，以提高电池的能量密度和功率密度，是低温电池研究的关键问题之一。

4. 电池结构和设计优化：低温电池的结构和设计直接影响电池的性能和寿命。因此，如何通过优化电池的结构和设计，使其在低温下具有较好的能量转化效率和循环寿命，是低温电池研究的关键问题之一。

5. 极低温条件下电池的性能研究：随着极低温应用的不断扩展，关于极低温条件下电池的性能研究也日益受到关注。如何在极低温条件下实现电池的高效工作，并解决由于低温导致的问题，例如电极反应速率减慢，电解液凝固等，是低温电池研究的关键问题之一。

综上所述，低温电池的关键科学问题主要包括电解液的选择和优化、电极材料的设计和改进、温度调控和保温技术、电池结构和设计优化，以及极低温条件下电池的性能研究。解决这些问题将有助于推动低温电池的发展和应用。