离子导电材料

---

利用离子的移动而导电的固体材料。

它们之中，具有高离子导电性而可用于电化学领域中材料称为固体电解质，这样材料的离子电导率和离子溶液的电导率差不多。

作为导电材料，根据不同的目的和用途，要求有不同的性质，但应具备以下的通性：
❶ 导电离子的种类单一；
❷ 离子传递速率高(离子导电比例)；
❸ 电导率高；
❹ 分解电压高；
❺ 电化学稳定性高；
❻ 热力学稳定性好；
❼ 机械强度高；
❽ 耐热；
❾ 气密性高(气孔率小)；
❿ 经时变化小和容易制造等。离子导电材料与电化学反应有关，必须只能传递一种离子，若传递二种以上的离子，就会使电池短路；而作为传感器时，就可能产生错误动作。离子传递速率对用作传感器及需长时间贮存的电池是绝对不可少的性质，同时必须除去电子导电性；但用于燃料电池时，可允许很小的电子导电性，已知有某些电子(如5%)、离子混合导电材料用作电极材料和反应物质。

关于电导率，因为采用了离子导电材料的设备内部电阻受电导率的影响很大。对要求高输出功率的燃料电池和要在短时间内传递大量电荷的显示装置来说，高电流密度是很重要的，但对于需要小电流或不需要电流的传感器来说，并不十分重要。

离子导电材料的导电机理大体分为以下二种：
❶ 结晶结构内部的离子是依靠通过晶格缺陷向固体内扩散的机理而移动的；
❷ 由于与导电无关的离子种类所形成的晶格之间可以形成离子的通路，在这种网络上，离子随机分布并不断地来回移动，后一情况大多具有非常高的电导率，电导率在10^－2S·cm^－1以上者称为超离子导电体。

电导率一般随温度的增高而增加。

具有高离子导电性的材料，分为阳离子导电及阴离子导电，有H⁺、Li⁺、Na⁺、K⁺、Cu⁺、Ag²⁺、O^2－及F^－等离子。

典型的离子导电材料如下表。

典型的离子导电材料及电导率

离子导电体除上述用途外，还可用于记忆装置、人工心脏起搏器(氧泵)、高温测氧计、计时器、大容量电容、锂电池和银电池的隔膜、二次电池等。