在自然环境中,机械能具有普遍性、多样性、无污染和易收集等优点,在各种形式的能量中占有一席之地,利用压电纳米发电机将机械能收集并为可穿戴系统和微电子设备供能,已非常普遍。但是,现有的压电纳米发电机普遍存在柔性差、压电性能低、制作周期长及成本高等问题。随着换能器件的深入研究,对于供能器件的性能要求不断提高,深入开发具有柔性、高压电性能的智能柔性压电纳米发电机（PENG）有着非常重要的实用价值。本论文围绕PENG的聚偏氟乙烯/钛酸钡（PVDF/BTO）复合压电薄膜材料制备、结构设计和器件制作,开展了 BTO对PVDF材料的改性机理分析、PENG三维模型构建与仿真、实物器件制作、性能测试及应用拓展等研究,旨在探明PVDF/BTO复合压电薄膜的性能和在外载荷激励下不同折叠结构PENG的压电输出性能。本论文的主要研究成果如下:（1）采用流延法制备出PVDF/BTO复合薄膜,并经过高温拉伸和电场极化后获得PVDF/BTO复合压电薄膜。利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）及高温拉伸测试对复合薄膜进行晶相结构、微观形貌和力学性能分析,并结合压电性能测试研究极化强度对复合压电薄膜压电性能的影响。结果表明PVDF/BTO复合薄膜中β-PVDF的相对含量达到了62.7%,PVDF的结晶度达到了 63.3%;高温拉伸过程中PVDF/BTO复合薄膜的平均伸长率为505.5%,所能承受的拉伸载荷为9.483N;极化过程中,30 KV/mm的极化条件下,PVDF/BTO复合压电薄膜获得最高压电性能,d33 为 13 pC/N。（2）通过仿真与实际测试实验阐述了折叠式结构PENG压电效应的工作原理,利用COMSOL有限元软件对不同折叠结构的PENG进行了压电效应的可视化仿真分析。首先,采用表面法线方向上承受载荷面积增大的理论,确定了折叠结构PENG具有更好的压电性能。其次,根据所测试材料的实际数据对PENG仿真模型的参数进行了修订,仿真分析了不同折叠结构PENG的折叠层数和表面载荷与形变位移之间的关系,得出在不变外力F的载荷下,随着折叠层数的增加,PENG的形变位移越大;在折叠层数不变的情况下,载荷越大PENG的形变也越大。最后,分析了不同折叠结构PENG的折叠层数和表面载荷与压电输出之间的关系,发现随着表面载荷的增大,PENG的电压输出越大;随着折叠层数的增加,PENG的压电性能越好。但是PENG的压电性能不会随着折叠层数的增加而成比例的增加,其增长变化率逐渐减小,从而限制了 PENG折叠层数的无限增加。（3）制作了折叠式结构的PENG,运用示波器测试了不同折叠结构PENG在平面载荷下的压电输出,结果表明:折叠结构的PENG压电性能更好,并且随着载荷的增加,其电压输出越高;测试了不同折叠结构PENG在弯曲载荷下的电压输出,结果表明:单层PENG最大输出电压为1.5V;双折叠式PENG最大输出电压为2.8V,三折叠式PENG最大输出电压为3.7 V。根据数据可得,双折叠式和三折叠式PENG的电压输出分别是单层PENG电压输出的1.87倍和2.47倍,折叠后PENG的压电性能得到了很大的提升,并且实际的电压输出会随着折叠层数的增加其增长速率越来越小,与仿真实验得到的结果相互验证。为表明折叠结构PENG的实用性,对PENG进行了多项的实用性测试,结果表明:同等条件下,单层PENG对电容充电值为22.4 mV,双折叠式PENG对电容充电值为35.7 mV,是单层PENG的1.59倍,三折叠式PENG对电容充电值为42.4 mV,是单层PENG的1.89倍。折叠后PENG对电容充电量更多,并且折叠后的PENG对LED灯的点亮程度最大。