离子导体内部正负离子在电场驱动下移动产生的电流,通常称为漂移电流,与此同时还有由离子浓度分布不均产生的扩散电流。聚合物离子导体因具有较高透明度、高度兼容性和延展性等优点,在可穿戴/柔性电子技术和生物医学工程等领域有潜在应用前景。理论研究聚合物离子导体内部的离子传输与扩散行为,可为新型离子导体器件的开发与设计提供理论指导。本文理论研究了聚合物离子导体在电场作用下的电学特性,取得了如下研究结果:1.基于Poisson-Nernst-Planck(PNP)方程,引入在初始平衡态下离子浓度的小扰动得到线性化的PNP方程。采用Mindlin简化结构理论思想将离子浓度和电势沿厚度方向幂级数展开,建立了离子导体膜扩散和传导的二维方程及零阶、一阶方程。2.利用所建立的离子导体二维方程,理论研究了单层离子导体膜在交变电场作用下,其内部离子的传输与扩散行为,并基于理论结果绘制了交流阻抗谱和等效电路图。数值结果表明:单层膜在低频下,其扩散较为显著、阻抗较高;在高频下,离子的传输占主导地位,阻抗接近于0。3.针对上下层为离子导体、中间层是介电材料的“三明治”型离子导体薄膜复合结构,利用所建立的二维方程,采用分层处理和层间界面连续条件,分别得到了“三明治”型离子导体复合结构的薄膜和厚膜方程。在此基础上,理论研究了基于此“三明治”结构的离子导线在交变电场作用下的导电行为。若不考虑扩散行为,所建立的理论模型可以退化到已有文献中的简化模型。