月球南极的夜晚，气温可骤降至零下200摄氏度以下，而正午的日照区又能升到100摄氏度以上。这种近300摄氏度的昼夜温差，是宇航员和设备重返月球必须面对的残酷现实。NASA近日宣布，其SPEARS固态电池项目取得关键进展：小型原型电池在热真空测试中，首次被证明可在零下80摄氏度环境下正常工作。
SPEARS的全称是“极端环境适应性与韧性太空固态能源”，由NASA格伦研究中心、兰利研究中心和艾姆斯研究中心联合推进。传统锂离子电池依赖液态电解质——冷却到月夜温度液体会冻结甚至损坏电池，加热到月昼高温又无法工作，暴露在真空下还会蒸发。SPEARS的解决之道是用固态陶瓷或聚合物材料取代液态电解质，从根本上消除了冻结问题。
首次验证零下80度可工作
在兰利研究中心进行的热真空测试中，原型电池表现出色：在80摄氏度高温下稳定运行，降至零下60摄氏度依然良好，在零下80摄氏度时虽性能略有下降但仍能工作。SPEARS测试负责人易林表示，这是首次证明这类电池可在零下80摄氏度工作，团队有信心在未来几年进一步提升性能、拓宽温度范围。
更值得注意的是“存活”与“工作”的区别。测试显示，电池经历从100摄氏度到零下170摄氏度的完整热循环后，结构完好无损。虽然在零下170摄氏度极端低温下电池本身无法输出电力，但固态电解质不会像液体那样冻结损坏，待小型加热元件将其回温至工作区间即可立即供电——这大幅简化了月球着陆器、栖息舱和月球车原本笨重的热管理系统。
从月球到电动车的溢出效应
SPEARS首席研究员唐纳德·多恩布施指出，电池已成为地球生活不可或缺的部分，月球上同样需要它们可靠安全地运行——从宇航员的应急装备，到探索月球永久阴影区的漫游车，都不能有起火风险。固态电解质的本征安全性正好满足这一要求。
这项为登月而生的技术也有望反哺地面：可在严寒中工作的固态电池正是电动车行业的圣杯，能显著缓解冬季续航焦虑。不过研究团队也坦言，目前只是开发里程碑而非最终答案——月球最冷区域仍低于已验证的工作下限，长期循环耐久性和真实任务环境模拟仍需进一步测试。阿尔忒弥斯计划的能源拼图，正在一块块补齐。