环境中的机械能具有分布广泛、表现形式多样和容易转换等优点,利用压电纳米发电机将环境机械能收集起来并为电子器件提供源源不断的电能,已经广泛的应用于我们生活中的各个行业。随着应用领域的拓展,对于压电纳米发电机的发展需求不断提高,尤其在可拉伸和可穿戴电子器件不断革新与发展的今天,研究拥有柔性特征的压电纳米发电机具有十分重要的意义和实用价值。然而,现有的柔性压电纳米发电机存在输出电能小、拉伸取向性、易出现分层、刚性引线脱落和成本价格高等问题。本论文围绕柔性压电纳米发电机材料制备及结构设计,开展了柔性压电换能机理分析、仿真模型构建、器件结构优化以及应用拓展研究,旨在探明在拉伸-释放激励下压电颗粒电畴方向发生偏移所引起的复合材料极化强度变化规律,制备具有高输出性能的压电材料和高导电性能的电极材料,实现全方位可拉伸柔性压电换能器件,为便携式电子器件供电和人体运动机械能采集奠定基础,本论文的主要研究成果如下:（1）提出了基于双拱形结构的柔性压电纳米发电机的制备方式,上拱形是根据器件结构合理尺寸设计的PVDF压电薄膜,下拱形是通过MEMS工艺和倒模工艺形成带有均匀梯形体微结构的PDMS薄膜。双拱形结构的建立可以增加上下拱形的中间共享电极的电荷量,从而提升压电层的电输出性能。所构建的双拱形结构压电层可以作为自供电传感器的敏感单元,在6mm的振动幅值下,其灵敏度为2.12V/g,线性误差为5.91%。同时,通过试验测试结果表明双拱形结构柔性压电纳米发电机具有输出稳定性、长使用寿命和受外部温湿度影响小等特点,可以作为可持续的供能方式和自供电振动传感器广泛的应用于可穿戴设备和柔性传感系统中。（2）构建了一种一体式无引线可拉伸压电纳米发电机,通过混炼工艺分别将85wt%压电颗粒混入硅胶中作为可拉伸压电层,将75wt%镀银玻璃微球混入到硅胶中作为可拉伸电极层。由于硫化硅胶交联特性,压电层和电极层可以完全融合成一体。同时,可拉伸电极层具有显著的耐磨性和抗撕裂性,可以直接暴露在空气中无需任何外部封装,成功的避免了引线和电极之间的机械耦合问题。一体式无引线可拉伸压电纳米发电机利用其优良的伸缩特性,能够拾取不同力学应变下的机械能（如团簇、折叠和扭曲）,在50%的拉伸量下具有高输出电性能(Voc_p-p≈34V,Isc_p-p≈1μA),可以作为电源为电子设备运行供电（例如,LED灯,液晶显示屏幕,电子表等）。另外,可拉伸压电纳米发电机在长时间的拉伸-释放过程中具有输出功率稳定性,既可以作为可拉伸智能能量采集服饰收集人体肢体多自由度运动机械能,也可以作为自供电传感器件放置在拉伸健身器材中监测动态拉伸机械力。（3）对上述可拉伸压电纳米发电机进行压电复合材料改性,设计并制备了一种金属树枝纤维/压电颗粒可拉伸压电纳米发电机,形成具有优良的拉伸特性和电输出性能的能源转换装置。所构建的金属树枝纤维（20g）/压电颗粒（130g）可拉伸压电纳米发电机在50%的拉伸量下的开路输出电压峰峰值约为61V和短路输出电流峰峰值约为1.1μA。所构建的器件可以作为便携式电源在拉伸-释放运动过程中直接驱动5盏绿色发光二极管,或者将产生的电能存储在电容器中,充电800s后驱动一个数字体温计;也可以穿戴在人体关节处准确地分辨出人体膝关节的弯曲角度和弯曲频率,该种检测方法可以应用在人工智能机器人、活动追踪和人体健康医疗等领域。（4）为了提升掺杂金属树枝纤维/压电颗粒可拉伸压电纳米发电机的电输出性能,将其构建成带有拱形阵列结构的织物式能量收集器件,可以作为可拉伸智能能量衣收集人体肢体运动机械能。该器件在接触-分离模式和拉伸-释放模式下的输出功率分别约为402.8μW和55.8μW,具有高的电输出性能,这是因为通过压电-摩擦复合效应来增加共享电极的电荷密度,从而提升压电纳米发电机的电输出性能,比相同条件下的单片金属树枝纤维/压电颗粒可拉伸压电纳米发电机的性能提高了33.9%。另外,由于拱形阵列增强型可拉伸压电纳米发电机具有全方位延展特性,可以直接放置在人体肢体关节部位,能够取代传统柔性智能服饰缺乏拉伸性能而给人身体带来不舒适性,实现对人体肢体多自由度机械能的高效采集。