本发明涉及电池，具体而言，涉及一种干法电极膜及其制备方法、干法电极片和电池。
背景技术：
1、近年来，随着新能源技术的不断发展，锂电池作为一种环保的能量存储和释放装置，已广泛应用于风、光、水、电等规模储能电源系统，有效解决了可再生能源间歇性、不可控性等造成的电网波动，为打造智能电网提供了有效保障。目前，随着电动化进程不断加速，锂电池还广泛应用于电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等移动储能领域。
2、在新能源产业快速发展的过程中，电池的制备过程中，传统湿法电极制备的缺陷也在逐渐限制锂离子电池产业化的脚步。相对于湿法电极，干法电极制备过程无溶剂引入，避免了湿法工艺中高污染和高耗能工序，具有设备占地小，投资少，成本低等优势，其综合成本相较于湿法可以降低18％以上。另外，干法电极技术在能量密度、电池性能、耐久性等方面也具有一定优势，已成为研究热点。
3、相关技术中，干法电极制备过程主要包括粉体混合、气流粉碎纤维化、密炼、自支撑制膜、热压复合等工序。然而，现有的干法电极制备过程存在工序复杂，粉体混合均匀度及纤维化程度不可控等缺陷。另外，电极中粘结剂通常采用聚四氟乙烯(ptfe)作为粘结剂，但是，因其既疏水又疏油，会阻碍注液后电解质浸润，此外在充放电过程中，ptfe会与活性锂发生副反应，导致首效降低，进而影响电池综合性能。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提供一种干法电极膜及其制备方法、干法电极片和电池，可以减少聚四氟乙烯粘结剂对电池性能的影响，利于提升电池的首效和循环性能。
2、为了解决上述技术问题，本技术是这样实现的：
3、根据本技术的一个方面，本技术实施例提供了一种干法电极膜，所述干法电极膜包括活性材料、导电剂和粘结剂；
4、其中，所述粘结剂包括改性的聚四氟乙烯，所述改性的聚四氟乙烯由高分子聚合物对聚四氟乙烯进行改性制得；
5、所述高分子聚合物包含c-o极性基团，所述c-o极性基团包括c-o单键、羧基、醚键或酯基中的至少一种。
6、另外，根据本技术的干法电极膜，还可以具有如下附加的技术特征：
7、在其中的一些实施方式中，所述高分子聚合物包括peo(聚氧化乙烯)、cmc(羧甲基纤维素钠)、paa(聚丙烯酸)、pmma(聚甲基丙烯酸甲酯)、peg(聚乙二醇)、pva(聚乙烯醇)或pla(聚乳酸)中的至少一种。
8、在其中的一些实施方式中，所述高分子聚合物和未改性的所述聚四氟乙烯的质量比为1：5～1：1。
9、在其中的一些实施方式中，所述干法电极膜中，所述活性材料、所述导电剂和所述粘结剂的质量比为(87～99.2)：(0.3～5)：(0.5～8)。
10、根据本技术的另一个方面，本技术实施例提供了一种干法电极膜的制备方法，其包括以下步骤：
11、将聚四氟乙烯、高分子聚合物和有机溶剂混合，经分散处理、干燥和粉碎后，得到改性的聚四氟乙烯；其中，所述高分子聚合物包含c-o极性基团，所述c-o极性基团包括c-o单键、羧基、醚键或酯基中的至少一种；
12、将所述改性的聚四氟乙烯、活性材料和导电剂混合，得到初始混合料；
13、将所述初始混合料进行纤维化处理，得到纤维化物料；
14、将所述纤维化物料进行热压处理，得到所述干法电极膜。
15、在其中的一些实施方式中，所述得到改性的聚四氟乙烯的步骤，满足如下特征中的至少一者：
16、所述聚四氟乙烯的粒径dv50为100μm～400μm；
17、所述聚四氟乙烯的质量占所述聚四氟乙烯和所述高分子聚合物总质量的95％～99.5％；
18、所述高分子聚合物包括peo(聚氧化乙烯)、cmc(羧甲基纤维素钠)、paa(聚丙烯酸)、pmma(聚甲基丙烯酸甲酯)、peg(聚乙二醇)、pva(聚乙烯醇)或pla(聚乳酸)中的至少一种；
19、所述高分子聚合物的质量占所述聚四氟乙烯和所述高分子聚合物总质量的0.5％～5％；
20、所述有机溶剂包括碳酸二甲酯(dmc)、碳酸二乙酯(dec)、乙腈、n-甲基吡咯烷酮(nmp)、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)或丙酮中的至少一种；
21、所述聚四氟乙烯、所述高分子聚合物和所述有机溶剂组合的溶液中的固含量为1％～10％；
22、所述分散处理的温度为25℃～60℃，分散处理的转速为100～1500rpm，分散处理的时间为5min～60min；
23、所述干燥包括冷冻干燥，所述冷冻干燥的温度为-60℃～0℃，冷冻干燥的时间为60min～300min；
24、所述粉碎后得到的粉体的粒径dv50为100μm～400μm。
25、在其中的一些实施方式中，所述得到初始混合料的步骤，满足如下特征中的至少一者：
26、所述混合为低温共混，所述低温共混的温度为0℃～5℃，低温共混的时间为5min～30min，低温共混的转速为600～3500rpm；
27、所述活性材料包括碳基材料和/或硅基材料；
28、所述导电剂包括导电炭黑、气相生长碳纤维、碳纳米管、石墨烯或导电石墨中的至少一种；
29、所述活性材料、所述导电剂和所述改性的聚四氟乙烯的质量比为(87～99.2)：(0.3～5)：(0.5～8)。
30、在其中的一些实施方式中，所述得到纤维化物料的步骤，具体包括：将所述初始混合料进行高速搅拌混合，在所述高速搅拌混合的过程中进行升温处理，升温至停留温度时停留一段时间，而后再继续升温至停止温度，停止升温和高速搅拌，得到所述纤维化物料。
31、在其中的一些实施方式中，所述高速搅拌混合的转速为3000～10000rpm。
32、在其中的一些实施方式中，所述升温的速率为1～5℃/min。
33、在其中的一些实施方式中，所述升温至停留温度时停留一段时间包括：先升温至30℃～35℃停留1～10min，再升温至55℃～60℃，停留1～10min。
34、在其中的一些实施方式中，所述停止温度为65℃～90℃。
35、在其中的一些实施方式中，所述热压处理的温度为80℃～200℃，热压处理的压力为2t～15t。
36、根据本技术的又一个方面，本技术实施例提供了一种干法电极片，所述干法电极片包括集流体和设置在所述集流体表面的前述的干法电极膜或根据前述方法制得的干法电极膜。
37、在其中的一些实施方式中，所述干法电极膜与集流体层叠后进行热压，得到所述干法电极片；其中，所述热压的温度为80℃～120℃，热压处理的压力为2t～10t。
38、根据本技术的再一个方面，本技术实施例提供了一种电池，所述电池包括前述的干法电极片。
39、实施本发明的技术方案，至少具有以下有益效果：
40、在本技术实施例中，所提供的干法电极膜中的粘结剂包括改性的聚四氟乙烯，该改性的聚四氟乙烯由高分子聚合物对聚四氟乙烯进行改性制得；其中，高分子聚合物包含c-o极性基团，所述c-o极性基团包括c-o单键、羧基、醚键或酯基中的至少一种。由此，通过对聚四氟乙烯进行改性，并通过包含c-o极性基团的高分子聚合物对聚四氟乙烯进行改性，因聚四氟乙烯与高分子聚合物具有较大的溶解度差异，聚四氟乙烯可以颗粒状分散在溶剂中，而高分子聚合物可以链状分散在溶剂中。利用ptfe链具有极性的c-f键，f原子倾向于带负电荷，而c原子倾向于带正电荷；同时对于含有羧基等c-o极性基团的高分子聚合物，其中的基团由于其孤对电子而带有负电荷，其可以通过强正负偶极吸引力与ptfe链产生强烈相互作用形成范德华引力，实现高分子聚合物在聚四氟乙烯粘结剂表面的引力吸附，从而所得到的改性的聚四氟乙烯，既能提升电解液浸润速度，又可以阻碍粘聚四氟乙烯的锂化脱氟，进而可提升电池的首效和循环性能。
41、所提供的干法电极膜的制备方法，在混料过程中进行粉体的纤维化，通过控制温度和转速，在粘结剂发生纤维化前使得粉体进行均匀混合，此外，通过控制升温速率和停留温度来控制纤维化进程，可防止快速的纤维化阻碍活性颗粒及导电剂的在分散，可以有效提升粉体分散均匀性和纤维化程度，得到的纤维化粉体可以直接进行成膜，省去了气流粉碎、密炼等工序，且制备的干法电极膜应用在电池中可使电池在首效、循环等性能方面均有所提高。
42、本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
1.一种干法电极膜，其特征在于，所述干法电极膜包括活性材料、导电剂和粘结剂；
2.根据权利要求1所述的干法电极膜，其特征在于，所述高分子聚合物包括peo、cmc、paa、pmma、peg、pva或pla中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的干法电极膜，其特征在于，所述高分子聚合物和未改性的所述聚四氟乙烯的质量比为1：5～1：1；
4.一种干法电极膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的干法电极膜的制备方法，其特征在于，所述得到改性的聚四氟乙烯的步骤，满足如下特征中的至少一者：
6.根据权利要求4所述的干法电极膜的制备方法，其特征在于，所述得到初始混合料的步骤，满足如下特征中的至少一者：
7.根据权利要求4所述的干法电极膜的制备方法，其特征在于，所述得到纤维化物料的步骤，具体包括：
8.根据权利要求4至7任一项所述的干法电极膜的制备方法，其特征在于，所述热压处理的温度为80℃～200℃，热压处理的压力为2t～15t。
9.一种干法电极片，其特征在于，所述干法电极片包括集流体和设置在所述集流体表面的如权利要求1至3任一项所述的干法电极膜或根据权利要求4至8任一项所述方法制得的干法电极膜；
10.一种电池，其特征在于，所述电池包括权利要求9所述的干法电极片。
