CN102532777A - 星型倍半硅氧烷聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯嵌段共聚物凝胶聚合物电解质及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种星型倍半硅氧烷聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯嵌段共聚物凝胶聚合物电解质及制备方法，其特征在于组份为聚合物基体，锂盐溶液；所述聚合物基体所需单体为丙烯酸甲酯和聚乙二醇单甲醚丙烯酸甲酯，所需配体为五甲基二乙烯基三胺，引发剂为八氯丙基倍半硅氧烷，催化剂为卤化亚铜CuCl或CuBr。本发明提出的以倍半硅氧烷为核、星型聚丙烯酸甲酯共聚聚乙二醇单甲醚丙烯酸甲酯为臂的嵌段共聚物凝胶聚合物电解质，能满足作为锂离子电池电解质对离子电导率的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种星型倍半硅氧烷聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯嵌段共聚物凝胶聚合物电解质及制备方法，是采用一种含活性氯的倍半硅氧烷为引发剂，通过两步原子转移自由基聚合的方法(ATRP)合成有机-无机杂化嵌段共聚物，并制备高性能凝胶聚合物电解质的新方法。
背景技术
锂离子电池电解质是影响锂离子电池性能的重要因素之一。液体电解质具有较高的离子电导率，但其在应用过程中存在以下问题：安全问题，如有害气体的释放等；由液体电解质制备的锂离子电池成型困难；生产成本高；且受高低温等极端条件的限制。全固态聚合物电解质(SPE)是通过聚合物电解质非晶区链段运动引起的锂离子与电负性强的原子之间“解络合-再络合”过程完成锂离子的传输，所以其离子电导率受聚合物结构及其链段运动所限制，并很难从根本解决电导率较低的问题。凝胶型聚合物电解质(GPE)是由聚合物、增塑剂与溶剂通过互溶方法形成的具有适宜微观结构的聚合物网络，利用固定在微观结构中的液态电解质离子实现离子传导。它具有固态聚合物的稳定性，可塑性和干态特点，又具有液态电解质的高离子导电性。因此凝胶型聚合物电解质具有很广阔的发展前景。
在凝胶聚合物电解质领域，人们正在努力通过共混、共聚等各种方法开发同时具有高离子电导率及热、机械性能的凝胶聚合物电解质。
聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯(MPEGAA)是含有醚键的可聚合大分子单体，分子链具有良好的柔性和很好的极性，与丙烯酸系列树脂有很好的相容性，和丙烯酸酯、乙烯基类化合物的共聚物由于有长而柔软的极性侧基的存在，使得其既具有良好的柔韧性，又具有较好的耐溶剂性；另外，由于极性侧基在热处理时会发生交联反应，进一步提 高了聚合材料的疏水和抗溶剂性能。
聚乙二醇单甲醚丙烯酸甲酯类(MPEGAA)聚合物在无任何有机增塑剂的情况下，能与锂盐形成稳定的络合物，且具有较高的电导率。锂离子的运动是由聚合物链段运动引起的，因此锂离子的迁移主要是在聚合物的非晶区中进行。一般认为聚合物的链运动对离子传输起着十分重要的作用。对MPEGAA基聚合物电解质而言，由于链段上的氧官能团有孤对电子，而锂离子存在2S空轨道，因此锂离子可以与MPEGAA链上的氧形成配位结构。锂离子在MPEGAA基聚合物电解质中的迁移过程可以认为是锂离子与氧官能团的配位与解离过程。在电场作用下，随着分子链段的热运动，迁移离子与氧基团不断发生配位-解离，从而实现了锂离子的迁移。
由于PEO易结晶，在室温下PEO/锂盐聚合物电解质的导电性能很差，其电导率基本在10-6S/cm数量级以下。这与实际应用所要求的电导率值有较大的差距，该电解质很难应用于实际生产应用。虽然在较高的温度时，PEO/锂盐型聚合物电解质表现出较好的导电性能，但较高的工作温度也极大地限制了PEO/锂盐聚合物电解质的实用化进程。
多面体低聚倍半硅氧烷POSS是近年来出现的一种新型纳米结构材料，分子通式为(RSiO1.5)n，n一般为6、8、10、12等，其中以n＝8最典型。在POSS表面引入一个或多个不同的功能性基团，可赋予POSS纳米粒子功能性和高反应性，能与其它聚合物形成星形、串珠形或网状等多样结构，赋予聚合物材料良好的耐热性、耐化学品性、绝缘性及气体渗透性等，在液晶材料、介电材料、发光材料、耐热阻燃材料、包装阻隔材料、生物医学材料、新型催化剂等领域广泛应用。
合成的以POSS为核的星型有机-无机杂化PMA-b-PMPEGAA嵌段共聚物，由于POSS核的存在，可以提高聚合物基体的耐热性以及机械强度等性能，并且具有不同碳链双键和酯基的独特结构以及在空间结构上因每个臂上为梳状聚乙二醇单甲醚丙烯酸甲酯侧链结构侧链，在减弱聚合物的结晶性、改善聚合物成膜性的同时，很大程度上 提高了该聚合物基体的自由体积，这种结构更加有利于包裹更多的电解液，提高凝胶聚合物电解质的离子传导性。
发明目的
为了使现有的凝胶聚合物电解质获得更优异的性能，避免现有技术的不足之处，本发明提出一种以倍半硅氧烷为核、星型聚丙烯酸甲酯共聚聚乙二醇单甲醚丙烯酸甲酯嵌为臂的段共聚物凝胶聚合物电解质及制备方法，制成的以倍半硅氧烷为核、星型聚丙烯酸甲酯共聚聚乙二醇单甲醚丙烯酸甲酯为臂的嵌段共聚物能有效提高锂离子电池电解质的离子电导率。
技术方案
一种星型倍半硅氧烷聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯嵌段共聚物凝胶聚合物电解质，其特征在于组份为聚合物基体0.20～0.35g，锂盐溶液0.65g～0.8g；所述聚合物基体所需单体为丙烯酸甲酯10g～20g和聚乙二醇单甲醚丙烯酸甲酯10g～20g，所需配体为0.06ml～0.30ml的五甲基二乙烯基三胺，引发剂为0.01g～0.02g的八氯丙基倍半硅氧烷，催化剂为0.01g～0.05g的卤化亚铜CuCl或CuBr，其摩尔比例为：八氯丙基倍半硅氧烷∶卤化亚铜CuCl或CuBr∶五甲基二乙烯基三胺＝1∶1∶3～1∶3∶9。
所述锂盐溶液是以碳酸酯类增塑剂为溶剂，锂盐为LiClO4、LiBF4、LiPF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2、LiN(RfOSO2)2或LiC(SO2CF3)3。
所述碳酸酯类增塑剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯中的一种或多种。
所述锂盐溶液的浓度为1mol/kg。
所述的八氯丙基倍半硅氧烷OCP-POSS是以氯丙基三甲氧基硅烷、无水甲醇和浓盐酸为原料，以水解缩合法进行合成而制得，其配比为无水甲醇∶氯丙基三甲氧基硅烷∶浓盐酸＝100∶5～10∶4。
所述的聚乙二醇单甲醚丙烯酸甲酯是以聚乙二醇单甲醚合丙烯酸为原料，对苯二酚为阻聚剂，对苯甲磺酸为催化剂，通过酯化反应合成而制得。
所述的聚乙二醇单甲醚的M数为350、600、1000或2000。
一种制备所述星型倍半硅氧烷聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯嵌段共聚物凝胶聚合物电解质的方法，其特征在于步骤如下：
步骤1合成聚合物基体：将八氯丙基倍半硅氧烷、五甲基二乙烯基三胺、催化剂氯化亚铜或溴化亚铜、丙烯酸甲酯单体和10ml～30ml的甲苯在氮气保护下进行搅拌，在110℃～120℃下反应24h；然后将得到的产物采用四氢呋喃溶解，得聚合物溶液；将聚合物溶液过中性氧化铝柱以除去催化剂，浓缩并加入大量甲醇令产物沉淀出来。在真空烘箱中于40℃烘干至恒重，得到白色固体聚合物基体；
步骤2：将锂盐溶解在碳酸酯中，配成浓度为1mol/kg的锂盐有机溶液；
步骤3：将制备的聚合物基体溶于四氢呋喃形成溶液，加入到步骤2的锂盐溶液中，在室温下搅拌后用溶液浇铸法制成膜，待四氢呋喃挥发后，即制得以倍半硅氧烷为核、星型聚丙烯酸甲酯共聚聚乙二醇单甲醚丙烯酸甲酯嵌段共聚物为臂的凝胶聚合物电解质。
有益效果
本发明提出的一种星型倍半硅氧烷聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯嵌段共聚物凝胶聚合物电解质及制备方法，由于POSS笼状结构的存在，进一步提高了聚合物的机械性能和热性能，所合成的聚合物基体的星型结构大大提高了聚合物对电解液的包覆能力。本发明提出的以倍半硅氧烷为核、星型聚丙烯酸甲酯共聚聚乙二醇单甲醚丙烯酸甲酯为臂的嵌段共聚物凝胶聚合物电解质，能满足作为锂离子电池电解质对离子电导率的要求。
附图说明
图1：为本发明的氯丙基倍半硅氧烷OCP-POSS的合成工艺流程图；
图2：为本发明的聚乙二醇单甲醚丙烯酸甲酯MPEGAA的合成工艺流程图；
图3：为本发明的POSS-g-PMA-Cl大分子引发剂的合成工艺流程图；
图4：为本发明的以POSS为核的星型有机-无机杂化PMA-b-PMPEGAA嵌段共聚物的合成工艺流程图。
图5：为本发明的以POSS为核的星型有机-无机杂化嵌段共聚物为基体的凝胶聚合物电解质的制备工艺流程图；
图6：为本发明的八氯丙基倍半硅氧烷OCP-POSS(a)、POSS-g-PMA-Cl(b)和以POSS为核的星型有机-无机杂化PMA-PMPEGAA嵌段共聚物(c)的红外分析谱图。
图7：为本发明的八氯丙基倍半硅氧烷OCP-POSS和以POSS为核的星型有机-无机杂化PMA-PMPEGAA嵌段共聚物的热失重分析示意图。
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
实施实例1：反应流程图如图1所示。
步骤1：在500ml三口烧瓶中依次加入200ml无水甲醇，10mlγ-氯丙基三甲氧基硅烷，8ml浓盐酸，在40℃条件下连续极速搅拌反应5～15天，得白色固体，用甲醇冲洗数次，在40℃条件下放于真空烘箱中干燥24h。合成工艺如图1所示；
步骤2：在装有冷凝管和磁力搅拌器的250ml三口烧瓶中加入计量好的聚乙二醇单甲醚(MPEG，M＝350)和对苯二酚，加热至80℃，依次加人一定量的丙烯酸、对甲苯磺酸P-TSA，搅拌均匀，逐步升温到110℃，持续反应7h。然后将粗产品溶于二氯甲烷中，用5％的氢氧化钠NaOH溶液洗涤、分液，重复5～6次，洗至水层为无色，再用饱 和氯化钠NaCl溶液洗涤、分液，重复3～5次，减压蒸馏除去溶剂，在低温下减压真空干燥24h；合成工艺如图2所示；
步骤：3：将氯丙基倍半硅氧烷OCP-POSS(100mg)、五甲基二乙烯基三胺PMDETA(0.06ml)、氯化亚铜CuCl(10mg)、丙烯酸甲酯单体MA(10ml)和甲苯(10ml)分别加入到容器中，在氮气保护下进行搅拌，将温度升至80℃，然后逐步升温至110℃，温度恒定条件下反应24h，将容器中的产物用大量四氢呋喃溶解，得聚合物溶液，将溶液过中性氧化铝柱以除去催化剂，浓缩并加入大量甲醇令产物沉淀出来。在真空烘箱中于40℃烘干至恒重，得到白色固体聚合物；合成工艺如图3所示；
步骤4：将POSS-g-PMA-Cl(2g)、五甲基二乙烯基三胺PMDETA(0.12ml)、氯化亚铜CuCl(20mg)、聚乙二醇单甲醚丙烯酸甲酯MPEGAA单体(10g)和甲苯(10ml)分别加入到容器中，在氮气保护下进行搅拌，将温度升至80℃，然后逐步升温至120℃，温度恒定条件下反应24h，将容器中的产物用大量四氢呋喃溶解，得聚合物溶液，将溶液过中性氧化铝柱以除去催化剂，浓缩反应溶液并加入大量甲醇令产物沉淀出来。在真空烘箱中于40℃烘干至恒重，得到淡黄色固体聚合物。合成工艺如图4所示。
步骤：5：将高氯酸锂LiClO4溶解在碳酸丙烯酯PC中，配成浓度为1mol/kg的高氯酸锂LiClO4有机溶液；
步骤6：将制备的0.2g聚合物基体溶于四氢呋喃形成溶液，加入步骤4的高氯酸锂溶液中，在室温下搅拌后用溶液浇铸法制成膜，待四氢呋喃挥发后，即制得以倍半硅氧烷为核、星型聚丙烯酸甲酯共聚聚乙二醇单甲醚丙烯酸甲酯为臂的嵌段共聚物凝胶聚合物电解质。如图5所示。
实施实例2：
步骤1：在500ml三口烧瓶中依次加入200ml无水甲醇，15mlγ-氯丙基三甲氧基 硅烷，8ml浓盐酸，在40℃条件下连续极速搅拌反应10天，得白色固体，用甲醇冲洗数次，在40℃条件下放于真空烘箱中干燥24h。合成工艺如图1所示；
步骤2：在装有冷凝管和磁力搅拌器的250ml三口烧瓶中加入计量好的聚乙二醇单甲醚(MPEG，M＝600)和对苯二酚，加热至80℃，依次加人一定量的丙烯酸、对甲苯磺酸(P-TSA)，搅拌均匀，逐步升温到110℃，持续反应7h。然后将粗产品溶于二氯甲烷中，用5％的氢氧化钠NaOH溶液洗涤、分液，重复5～6次，洗至水层为无色，再用饱和氯化钠NaCl溶液洗涤、分液，重复3～5次，减压蒸馏除去溶剂，在低温下减压真空干燥24h；合成工艺如图2所示；
步骤3：将氯丙基倍半硅氧烷OCP-POSS(100mg)、五甲基二乙烯基三胺PMDETA(0.06ml)、溴化亚铜CuBr(10mg)、丙烯酸甲酯单体MA(20ml)和甲苯(20ml)分别加入到容器中，在氮气保护下进行搅拌，将温度升至80℃，然后逐步升温至110℃，温度恒定条件下反应24h，将容器中的产物用大量四氢呋喃溶解，得聚合物溶液，将溶液过中性氧化铝柱以除去催化剂，浓缩并加入大量甲醇令产物沉淀出来。在真空烘箱中于40℃烘干至恒重，得到白色固体聚合物；合成工艺如图3所示。
步骤4：将POSS-g-PMA-Cl(2g)、五甲基二乙烯基三胺PMDETA(0.12ml)、溴化亚铜CuBr(20mg)、聚乙二醇单甲醚丙烯酸甲酯MPEGAA单体(20g)和甲苯(20ml)分别加入到容器中，在氮气保护下进行搅拌，将温度升至80℃，然后逐步升温至120℃，温度恒定条件下反应24h，将容器中的产物用大量四氢呋喃溶解，得聚合物溶液，将溶液过中性氧化铝柱以除去催化剂，浓缩反应溶液并加入大量甲醇令产物沉淀出来。在真空烘箱中于40℃烘干至恒重，得到淡黄色固体聚合物。合成工艺如图4所示。
步骤：5：将六氟磷酸锂LiPF6溶解在碳酸乙烯酯EC中，配成浓度为1mol/kg的六氟磷酸锂LiPF6有机溶液；
步骤6：将制备的0.25g聚合物基体溶于四氢呋喃形成溶液，加入步骤5的六氟磷酸锂LiPF6溶液中，在室温下搅拌后用溶液浇铸法制成膜，待四氢呋喃挥发后，即制得以倍半硅氧烷(POSS)为核、星型聚丙烯酸甲酯共聚聚乙二醇单甲醚丙烯酸甲酯为臂的嵌段共聚物凝胶聚合物电解质。如图5所示。
实施实例3：
步骤1：在1000ml三口烧瓶中依次加入500ml无水甲醇，35mlγ-氯丙基三甲氧基硅烷，20ml浓盐酸，在40℃条件下连续极速搅拌反应15天，得白色固体，用甲醇冲洗数次，在40℃条件下放于真空烘箱中干燥24h。合成工艺如图1所示；
步骤2：在装有冷凝管和磁力搅拌器的250ml三口烧瓶中加入计量好的聚乙二醇单甲醚(MPEG，M＝1000)和对苯二酚，加热至80℃，依次加人一定量的丙烯酸、对甲苯磺酸(P-TSA)，搅拌均匀，逐步升温到110℃，持续反应7h。然后将粗产品溶于二氯甲烷中，用5％的氢氧化钠NaOH溶液洗涤、分液，重复5～6次，洗至水层为无色，再用饱和氯化钠NaCl溶液洗涤、分液，重复3～5次，减压蒸馏除去溶剂，在低温下减压真空干燥24h；合成工艺如图2所示；
步骤3：将氯丙基倍半硅氧烷OCP-POSS(200mg)、五甲基二乙烯基三胺PMDETA(0.30ml)、氯化亚铜CuCl(50mg)、丙烯酸甲酯单体MA(20ml)和甲苯(20ml)分别加入到容器中，在氮气保护下进行搅拌，将温度升至80℃，然后逐步升温至110℃，温度恒定条件下反应24h，将容器中的产物用大量四氢呋喃溶解，得聚合物溶液，将溶液过中性氧化铝柱以除去催化剂，浓缩并加入大量甲醇令产物沉淀出来。在真空烘箱中于40℃烘干至恒重，得到白色固体聚合物；合成工艺如图3所示。
步骤4：将POSS-g-PMA-Cl(2g)、五甲基二乙烯基三胺PMDETA(0.30ml)、氯化亚铜CuCl(50mg)、聚乙二醇单甲醚丙烯酸甲酯单体MPEGAA(20g)和甲苯(30ml)分别加 入到容器中，在氮气保护下进行搅拌，将温度升至80℃，然后逐步升温至120℃，温度恒定条件下反应24h，将容器中的产物用大量四氢呋喃溶解，得聚合物溶液，将溶液过中性氧化铝柱以除去催化剂，浓缩反应溶液并加入大量甲醇令产物沉淀出来。在真空烘箱中于40℃烘干至恒重，得到淡黄色固体聚合物。合成工艺如图4所示。
步骤：5：将LiCF3SO3溶解在碳酸二甲酯(DMC)中，配成浓度为1mol/kg的LiCF3SO3有机溶液；
步骤6：将制备的0.30g聚合物基体溶于四氢呋喃形成溶液，加入步骤5的LiCF3SO3中，在室温下搅拌后用溶液浇铸法制成膜，待四氢呋喃挥发后，即制得以倍半硅氧烷为核、星型聚丙烯酸甲酯共聚聚乙二醇单甲醚丙烯酸甲酯为臂的嵌段共聚物凝胶聚合物电解质。如图5所示。
实施实例4：
步骤1：在1000ml三口烧瓶中依次加入500ml无水甲醇，40mlγ-氯丙基三甲氧基硅烷，20ml浓盐酸，在40℃条件下连续极速搅拌反应15天，得白色固体，用甲醇冲洗数次，在40℃条件下放于真空烘箱中干燥24h。合成工艺如图1所示；
步骤2：在装有冷凝管和磁力搅拌器的250ml三口烧瓶中加入计量好的聚乙二醇单甲醚(MPEG，M＝2000)和对苯二酚，加热至80℃，依次加人一定量的丙烯酸、对甲苯磺酸(P-TSA)，搅拌均匀，逐步升温到110℃，持续反应7h。然后将粗产品溶于二氯甲烷中，用5％的NaOH溶液洗涤、分液，重复5～6次，洗至水层为无色，再用饱和NaCl溶液洗涤、分液，重复3～5次，减压蒸馏除去溶剂，在低温下减压真空干燥24h；合成工艺如图2所示；
步骤3：将氯丙基倍半硅氧烷OCP-POSS(200mg)、五甲基二乙烯基三胺PMDETA(0.30ml)、溴化亚铜CuBr(50mg)、丙烯酸甲酯单体MA(20ml)和甲苯(20ml) 分别加入到容器中，在氮气保护下进行搅拌，将温度升至80℃，然后逐步升温至110℃，温度恒定条件下反应24h，将容器中的产物用大量四氢呋喃溶解，得聚合物溶液，将溶液过中性氧化铝柱以除去催化剂，浓缩并加入大量甲醇令产物沉淀出来。在真空烘箱中于40℃烘干至恒重，得到白色固体聚合物；合成工艺如图3所示。
步骤4：将POSS-g-PMA-Cl(2g)、五甲基二乙烯基三胺PMDETA(0.30ml)、CuBr(50mg)、聚乙二醇单甲醚丙烯酸甲酯单体MPEGAA(20g)和甲苯(30ml)分别加入到容器中，在氮气保护下进行搅拌，将温度升至80℃，然后逐步升温至120℃，温度恒定条件下反应24h，将容器中的产物用大量四氢呋喃溶解，得聚合物溶液，将溶液过中性氧化铝柱以除去催化剂，浓缩反应溶液并加入大量甲醇令产物沉淀出来。在真空烘箱中于40℃烘干至恒重，得到淡黄色固体聚合物。合成工艺如图4所示。
步骤：5：将LiC(SO2CF3)3溶解在碳酸二乙酯(DEC)中，配成浓度为1mol/kg的LiC(SO2CF3)3有机溶液；
步骤6：将制备的0.35g聚合物基体溶于四氢呋喃形成溶液，加入步骤5的LiC(SO2CF3)3溶液中，在室温下搅拌后用溶液浇铸法制成膜，待四氢呋喃挥发后，即制得以倍半硅氧烷为核、星型聚丙烯酸甲酯共聚聚乙二醇单甲醚丙烯酸甲酯为臂的嵌段共聚物凝胶聚合物电解质。如图5所示。
图6为本发明的八氯丙基倍半硅氧烷(OCP-POSS)(a)、POSS-g-PMA-Cl(b)和以POSS为核的星型有机-无机杂化PMA-PMPEGAA嵌段共聚物(c)的红外分析谱图。
图7为本发明的八氯丙基倍半硅氧烷(OCP-POSS)的热失重分析示意图。
Claims (8)
1.一种星型倍半硅氧烷聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯嵌段共聚物凝胶聚合物电解质，其特征在于组份为聚合物基体0.20～0.35g，锂盐溶液0.65g～0.8g；所述聚合物基体所需单体为丙烯酸甲酯10g～20g和聚乙二醇单甲醚丙烯酸甲酯10g～20g，所需配体为0.06ml～0.30ml的五甲基二乙烯基三胺，引发剂为0.01g～0.02g的八氯丙基倍半硅氧烷，催化剂为0.01g～0.05g的卤化亚铜CuCl或CuBr，其摩尔比例为：八氯丙基倍半硅氧烷∶卤化亚铜CuCl或CuBr∶五甲基二乙烯基三胺＝1∶1∶3～1∶3∶9。
2.根据权利要求1所述星型倍半硅氧烷聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯嵌段共聚物凝胶聚合物电解质，其特征在于：所述锂盐溶液是以碳酸酯类增塑剂为溶剂，锂盐为LiClO4、LiBF4、LiPF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2、LiN(RfOSO2)2或LiC(SO2CF3)3。
3.根据权利要求2所述星型倍半硅氧烷聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯嵌段共聚物凝胶聚合物电解质，其特征在于：所述碳酸酯类增塑剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述星型倍半硅氧烷聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯嵌段共聚物凝胶聚合物电解质，其特征在于：所述锂盐溶液的浓度为1mol/kg。
5.根据权利要求1所述星型倍半硅氧烷聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯嵌段共聚物凝胶聚合物电解质，其特征在于：所述的八氯丙基倍半硅氧烷OCP-POSS是以氯丙基三甲氧基硅烷、无水甲醇和浓盐酸为原料，以水解缩合法进行合成而制得，其配比为无水甲醇∶氯丙基三甲氧基硅烷∶浓盐酸＝100∶5～10∶4。
6.根据权利要求1所述星型倍半硅氧烷聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯嵌段共聚物凝胶聚合物电解质，其特征在于：所述的聚乙二醇单甲醚丙烯酸甲酯是以聚乙二醇单甲醚和丙烯酸为原料，对苯二酚为阻聚剂，对苯甲磺酸为催化剂，通过酯化反应合成而制得。
7.根据权利要求6所述星型倍半硅氧烷聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯嵌段共聚物凝胶聚合物电解质，其特征在于：所述的聚乙二醇单甲醚的M数为350、600、1000或2000。
8.一种制备权利要求1～7所述任一项星型倍半硅氧烷聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯嵌段共聚物凝胶聚合物电解质的方法，其特征在于步骤如下：
步骤1合成聚合物基体：将八氯丙基倍半硅氧烷、五甲基二乙烯基三胺、催化剂氯化亚铜或溴化亚铜、丙烯酸甲酯单体和10ml～30ml的甲苯在氮气保护下进行搅拌，在110℃～120℃下反应24h；然后将得到的产物采用四氢呋喃溶解，得聚合物溶液；将聚合物溶液过中性氧化铝柱以除去催化剂，浓缩并加入大量甲醇令产物沉淀出来。在真空烘箱中于40℃烘干至恒重，得到白色固体聚合物基体；
步骤2：将锂盐溶解在碳酸酯中，配成浓度为1mol/kg的锂盐有机溶液；
步骤3：将制备的聚合物基体溶于四氢呋喃形成溶液，加入到步骤2的锂盐溶液中，在室温下搅拌后用溶液浇铸法制成膜，待四氢呋喃挥发后，即制得以倍半硅氧烷为核、星型聚丙烯酸甲酯共聚聚乙二醇单甲醚丙烯酸甲酯嵌段共聚物为臂的凝胶聚合物电解质。
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