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。
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,Ea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。
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。