快离子导体

1.研究更高的离子电导率的快离子导体特别是室温高电导率的快离子导体，其中研究纳米快离子导体是一个新的途径，目标是使室温电导率达到10²~10³S/cm。

2.研究新型的高分子离子导体，当下的高分子一盐类的电导率很难超过10^-4S/cm（25℃），要设计具有隧道结构、层状结构或高结晶度的高分子，并选择电荷分散型的阴离子（如带芳香环）以便获得宽而浅的势阱，使其的导电机制类似于无机离子导体。

3.研究高分子单离子导体，这是指仅有单一阳（或阴）离子迅速传导而无对离子迁移的高分子离子导体。我国研制的高分子锂离子导体的电导率已达到10^-6S/cm，这对于不要阴离子迁移的锂电池，是一个重要的材料。 2100433B

导体依靠导体中离子的定向运动（也称定向迁移）而导电，电流通过导体时，导体本身发生化学变化，导电能力随温度升高而增大。顾名思义，这类导体称为离子导体（或称为第二类导体）。电解质溶液、熔融电解质等属于此类。

电子导体能够独立地完成导电任务，而离子导体则不能。要想让离子导体导电，必须有电子导体与之相连接。因此，在使离子导体导电时，不可避免地会出现两类导体相串联的界面。即为了使电流能通过这类导体，往往将电子导体作为电极浸入离子导体中。当电流通过这类导体时，在电极与溶液的界面上发生化学反应，与此同时，在电解质溶液中正、负离子分别向两极移动。

离子导体理论诠释

在离子导体中，离子参与导电与固体中的点缺陷密切相关。纯净固体中的点缺陷是本征缺陷，有弗仑克尔缺陷和肖特基缺陷两类（见点缺陷），前者是空位和填隙原子，后者为单纯的空位。它们的浓度决定于固体的平衡温度以及缺陷的生成能。含有杂质的固体还多出非本征点缺陷，如KCl晶体含有少量CaCl₂时，Ca² 是二价离子，为了保持固体电中性，必须存在一个正离子空位（它带一个负电荷），这种空位便是非本征点缺陷。

在外加电场作用下，离子固体中本征的和非本征的点缺陷都会对离子电导作贡献。离子电导率σ与温度T的关系，遵从阿伦尼乌斯定律：

式中σ₀为常数，E_a为电导微活能，k为玻耳兹曼常数。

固体中可动离子是阳离子的称为阳离子导体，若是阴离子的则称为阴离子导体。

离子导体概念说明

多数离子导体中可运动的离子是很少的，因而离子电导率都不高。例如，食盐（NaCl），室温下离子电导率仅有10^－15Ω^－1·cm^－1。

固体中除了本征缺陷外，还有由于异价杂质的存在而产生的非本征缺陷。例如，在氟化钙（CaF₂）中，如果有三价金属杂质离子存在，就必定会形成相等数量的间隙氟离子，以实现电中性。这些本征的和非本征的点阵缺陷在外电场作用下都会进行长程运动，从而对离子电导率作出贡献。

快离子导体也是一种离子导体，但具有不同于一般离子导体的特征。

离子导体主要有以下几方面的应用：

离子导体固态离子选择电极

氧离子选择电极（氧敏传感器）可用作测量金属熔体中的含氧量、气体中的含氧量以及检测与氧有关的其他物质的湿度、真空度等。钠离子选择电极可测定合金中的钠含量。银离子选择电极可测定AgNO₃中的银离子浓度。卤素离子选择电极可测氯、溴、碘的浓度。

离子导体固体电化学器件

可作库仑计测量电量，还可用作微电路的积分元件、定时器、电开关等。可做可变电阻器、电化学开关、电积分器、双电层电容器等。

此外，利用Na 、Li 离子导体内某些离子的氧化一还原着色效应可制作对比度大、大面积显示和记忆的电色显示器。还可作电池隔膜材料。

离子导体全固体电池和电色显示器的电解质

可用作高比能全固态蓄电池的电解质，光电化学电池的电解质和全固体电色显示器的电解质。