随着集成电路技术的快速发展以及压电材料的能量采集效率不断提高,通过采集环境中的能量实现无线传感器等低能耗装置自我供电成为可能。与传统供电方式相比,压电能量采集装置具有安装灵活、不需要维护、清洁环保等优点。本课题中制备了以PVDF为基体材料的纳米二氧化硅/聚偏氟乙烯（Si O₂/PVDF）压电复合材料,通过小能量采集试验研究了该材料的压电性能。具体的研究内容如下:（一）本文为了提高材料的压电性能,发展了一种制备Si O₂/PVDF压电薄膜的特定工艺。依据这种工艺,纳米Si O₂颗粒被添加到PVDF基体中,用溶液流延法制成薄膜,采用高倍率单轴拉伸的方法增加PVDF材料中β相的含量,之后在高电压下对材料进行极化,并在薄膜两面涂布导电银浆电极,制成压电薄膜样品。（二）在研究中使用了悬臂梁振动测试试验台对压电复合材料薄膜的性能进行了一系列测试,分析了纳米Si O₂颗粒含量以及悬臂梁振动频率对Si O₂/PVDF复合材料压电薄膜开路电压的影响规律。结果表明添加少量的纳米Si O₂颗粒可以显著提高该PVDF复合材料的压电性能,较高的添加量对压电性能的提升较大。但当添加量超过2%之后,性能提升幅度达到上限,并且振动频率也对压电性能有影响。（三）搭建了悬臂梁-压电膜能量转换系统。通过采取整流电路对电容充电的方法,评估了转换系统的电能采集能力,分析了纳米Si O₂颗粒含量以及悬臂梁振动频率对Si O₂/PVDF复合材料压电薄膜能量收集能力的影响规律。结果表明,添加纳米Si O₂颗粒或者提高悬臂梁的振动频率,都可以显著提高该PVDF复合材料的开路电压和能量采集能力。而且,对容量越小的电容充电时,最大充电功率越大。由于Si O₂/PVDF复合材料压电薄膜为柔性材料,因此可以被更方便地应用于环境小能量采集或者自我供能的可穿戴装置。