NASA正在开发专为在严酷月球环境中安全工作而设计的固态电池，项目名称为极端环境适应性与太空韧性固态电源（Solid Power for Extreme Environment Adaptability and Resilience in Space，SPEARS）。该项目旨在为未来的Artemis任务提供能源，从应急套件和探索机器人，到科学仪器和月球车。
月球南极附近夜间的温度可降至约零下328华氏度，即零下200摄氏度。这一温度范围对传统电池构成挑战，因为传统电池依赖液态电解质，液态电解质可能在严寒中冻结，或在太空真空中蒸发，同时还会受到月球白昼高温的影响。
热测试结果
NASA团队在弗吉尼亚州的兰利研究中心开展了热测试和真空测试，使用了小型初步电池单元。在温度达到176华氏度，即80摄氏度时，这些电池单元仍能良好工作；在零下76华氏度时也能继续工作，而在零下112华氏度，即零下80摄氏度时，性能仅出现轻微下降。
兰利研究中心SPEARS项目测试与研究负责人Yi Lin表示，团队首次证明这些电池单元能够在零下80摄氏度下工作。测试还显示，在经历零下212华氏度至零下274华氏度，即零下100摄氏度至零下170摄氏度的温度变化后，电池没有受损。
实际会有哪些变化？
SPEARS项目用陶瓷或聚合物制成的固态材料替代液态电解质。这并不意味着电池能够在月球表面可能经历的最低温度下直接工作；电池单元在恢复运行前仍需要进行有限加热。但固态电解质不会以与液态电解质相同的方式冻结，因此电池能够承受严寒而不会受损。
这种方法可能减少持续保持电池温暖的需求，从而有助于减轻月球车和月球设施热管理系统的质量，并支持更轻的设计和更长时间的运行。不过，这些优势仍取决于该技术能否从小型测试电池单元发展为适用于太空飞行的设备。
从月球工具到地面应用
NASA正在研究将这些电池用于在阴影笼罩的陨石坑内工作的钻机、月球车、应急电源包以及需要长时间运行的科学设备。NASA表示，可以调整电池化学体系，以实现不同的优先目标，例如能量密度、功率或耐久性。
SPEARS项目于2026年启动，资金来自NASA研究与技术任务委员会下属的先进研究与技术部门。项目早期阶段重点是开发这项技术，之后可能转向商业合作。艾姆斯研究中心正在开发飞行硬件，包括测试板和电子设备，为在太空环境中测试电池做准备。
尽管该项目的主要推动力来自太空探索，NASA指出，固态电池还可能更广泛地应用于汽车、手机、通信设备和无人机。目前的结果证明初步电池单元能够承受严苛的热环境，但尚未证明其已具备完整的运行准备状态，也尚未证明其能够用于月球任务。