介质电容器具有功率密度高、工作电压高、使用寿命长等优点,在高功率脉冲电源、逆变器等领域应用广泛。然而目前主流电介质材料的储能密度低,不能适应储能器件小型化的发展趋势。因此开发高储能密度的电介质材料是科学界和工业界的研究热点之一。聚合物基纳米复合电介质材料兼具陶瓷的高介电常数和聚合物的高击穿场强的优点,是下一代介质电容器材料的重要选择。针对当前研究中存在的界面极化理解不足、纳米线填料的介电理论研究不足的问题,本文选择P（VDF-CTFE）作为聚合物基体,构建了不同类型的纳米填料,采用溶液流延成型的方法制备的复合材料作为研究对象,进行了以下三方面的探索:首先,在高介电常数的BaTiO₃纳米颗粒表面包覆一层高度绝缘的SiO₂层构建核壳结构的填料。与未包覆SiO₂的BaTiO₃纳米颗粒填充的复合材料相比,SiO₂包覆虽然降低了复合材料的电位移,但由于界面极化的降低,显著提升了击穿场强的同时降低了剩余极化,最终获得了大幅提升的可释放储能密度和储能效率。然后,在SiO₂包覆BaTiO₃纳米颗粒的基础上,选择了介电常数较低的顺电体SrTiO₃作为核,构建了SiO₂@SrTiO₃核壳结构纳米填料,系统研究了填料体积分数对复合材料储能性能的影响。对比了SiO₂@SrTiO₃和SiO₂@BaTiO₃纳米颗粒填充的复合膜的储能性能,发现采用介电常数与聚合物基体更接近的填料能有效降低电场分布的畸变,使得填料能承担更大电场强度,从而更有效地激发出陶瓷填料的极化强度,因此,采用低介电常数填料的复合材料的电位移下降并不明显。更为重要的是,更小的介电常数差异进一步降低了界面极化,使得储能效率大大提高。最后,以SrTiO₃纳米线为研究对象,基于Maxwell-Garnet模型构建了一维纳米线填充的复合材料的介电模型,发现复合物的介电常数随着纳米线长径比的增大而增大,并在长径比为100时趋于饱和。随后采用水热法制备了不同长径比的SrTiO₃纳米线,实验证实了长径比对复合材料介电常数的影响规律,并且发现提高纳米线长径比可以提高击穿场强。通过理论和实验证实了纳米线长径比的提高对复合材料储能性能的提升作用。