近年来,为满足电子器件轻量化、便携化和智能化的发展趋势,关于聚合物基储能复合薄膜的研究备受关注。具有高长径比的陶瓷纤维能够在较低的含量下,有效提高材料介电常数和击穿强度,使其获得高储能密度。本文通过设计制备核壳纤维和改变填料在聚合物基体中分布的有序程度,制备了多种聚偏氟乙烯（PVDF）基复合薄膜。对填料和复合薄膜的结构形貌进行表征,并对比研究了核壳结构和填料取向分布对复合薄膜介电、击穿、储能、耐热和力学性能的影响。采用静电纺丝法成功制备出直径为180 nm-230 nm钛酸钡（BT）纤维,通过溶胶凝胶法获得二氧化钛包覆BT的核壳结构纤维（BT@Ti O2）,Ti O2层厚度约为60 nm。分别以BT纤维和BT@Ti O2核壳纤维为填料,与PVDF溶液共混并流延成膜制备BT/PVDF和BT@Ti O2/PVDF复合薄膜。两种纤维填料均在聚合物基体中有较好的分散性,相较于纯PVDF和BT/PVDF复合薄膜,BT@Ti O2/PVDF复合薄膜的介电、击穿和力学性能均有所提升。在1k Hz频率下,填料含量为4vol%时,BT@Ti O2/PVDF的介电常数最高为24,比相同填料含量的BT/PVDF复合薄膜提高了26%,介电损耗则降低了28%。填料含量为2 vol%时,BT@Ti O2/PVDF复合薄膜的击穿场强和拉伸强度均最高,分别达到321 k V/mm和39.24 MPa,比纯PVDF分别提高了18%和19.6%,是相同填料含量BT/PVDF的122%和102%。虽然BT@Ti O2/PVDF的热分解温度有所降低,但残重率随着填料含量的增加而增大,且高于纯PVDF和BT/PVDF复合薄膜。通过优化静电纺丝工艺,在纺丝电压7.5 k V,推进速度0.8 m L/h和滚筒转速2800 rpm的条件下成功制备了取向BT粒子/PVDF、BT/PVDF和BT@Ti O2/PVDF三种复合纤维,经热压后得到三种取向复合薄膜,可以清晰的观察到陶瓷纤维在聚合物基体中的取向分布。取向有利于提高BT@Ti O2/PVDF复合纤维结晶度、与PVDF的相容性。与其它取向复合薄膜相比,取向BT@Ti O2/PVDF复合薄膜拉伸强度、介电常数和击穿强度均明显提高,同时介电损耗和电导率最低。当填料含量为2 vol%时,取向BT@Ti O2/PVDF复合薄膜在1k Hz的介电常数,介电损耗和电导率分别为14.9,0.015和2.9×10-11 S/m,击穿场强和储能密度在所有复合薄膜中均达到最高,分别为362 k V/mm和5.4J/cm~3。