В телефонах обычно литиевые аккумуляторы. И они, естественно, химические. Таки вот, телефон разряжается быстро по трём причинам:
Химические реакции (ионный обмен и проч.) на морозе замедляются
Увеличивается внутреннее сопротивление
Почему бы им, вопреки закону подлости, не восстанавливать заряд при возвращении в тепло?