能量收集技术是一种新兴的能源技术,其主要目的在于为各种低功耗设备提供持续可靠的能源供给。近年来,各种类型的能量收集装置得到了非常广泛的研究,基于聚偏氟乙烯(Poly(vinylidene fluoride),PVDF)的振动能量收集装置就是其中的一种。PVDF是一种广泛使用的高分子材料,其具有重量轻,成形性好,耐腐蚀等优点,但PVDF的压电常数较低,需要采用各种途径来提升其压电性能。本文通过将不同的混合纳米颗粒加入到聚偏氟乙烯-六氟丙烯(poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene),PVDF-HFP)中,有效提升了复合材料压电薄膜的开环电压和能量回收功率,同时对薄膜的内部结构和形态,薄膜晶相转变和结晶度等问题,进行细致的分析和研究。本文的主要工作有以下几个方面:(1)完善和优化了采用溶液浇铸法制备复合材料薄膜的相关工艺,设计了一种简单的制备初结晶薄膜的模具,制作了易拆卸的恒温拉伸箱并对薄膜的最佳拉伸温度进行了对比。(2)分别制备了添加炭黑纳米颗粒,添加少层石墨烯颗粒以及添加炭黑/少层石墨烯混合颗粒的PVDF-HFP复合材料压电薄膜,对薄膜的压电性能进行了研究,采用扫描电镜、傅立叶变换红外光谱等设备对压电薄膜进行了表征。实验结果显示混合纳米颗粒薄膜具有优异的性能,其开环电压比纯PVDF-HFP薄膜提升81%,回收功率密度比纯PVDF-HFP薄膜提升229%,β晶相的相对含量最高达到了99%。(3)采用原位合成法制备了两种不同配比的炭黑/二氧化锰混合纳米颗粒,采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射和拉曼光谱对混合颗粒进行了表征,表征结果显示在炭黑颗粒表面成功生长了二氧化锰纳米片层。(4)制备了添加炭黑/二氧化锰混合纳米颗粒的复合材料压电薄膜,采用悬臂梁测试系统对压电薄膜的开环电压进行了测量,并对纳米颗粒在基体中的分散性,基体的晶相组成,结晶度等进行了表征。实验结果显示压电薄膜的开环电压得到了一定程度的提升。表征结果显示炭黑/二氧化锰混合纳米颗粒在PVDF-HFP基体中具有优异的分散性能,能极大地提高β晶相的相对含量,并同时提高基体的结晶度。