日本東北大學與名古屋大學、京都大學等組成的研究團隊成功地將全固體電池正極內部的反應分佈予以可視化。研究顯示，正極內部的離子傳導路徑錯綜複雜，導致反應進行不均勻，並被視為是造成電池容量下降的主要原因之一。隨著新測量方法的建立，研究人員將可據此建構離子傳輸模型，並應用於電池設計，進而促進全固體電池的開發。
在全固態鋰硫電池中，正極複合體夾於固體電解質與集電體之間，離子與電子在其中進出往返。東北大學研究團隊利用大型放射光設施「SPring-8」，成功拍攝到充放電反應過程中元素的變化與分佈情況。結果顯示，無論在充電或放電過程中，靠近電解質一側的反應進行較快，而集電體一側則反應遲緩，呈現出明顯的不均一性。
特別是在高速充電時，集電體側的反應受到明顯抑制，導致充電後仍有鋰化硫殘留於集電體側並逐漸累積，實質上造成容量減少。研究團隊進一步計算出正極複合體在充電時的離子導電率約為放電時的3分之1。過去普遍認為硫本身對於鋰離子與電子的傳導能力較低，而此次研究揭示了真正的問題在於正極複合體內部的傳導路徑過於複雜且效率不佳。此發現將可為材料設計與電極結構最佳化提供了具體依據，有助於推動全固體電池性能的提升。