随着现代社会的发展,能源问题备受关注,在众多的储能技术中,介电储能技术由于其集成度高,能耗小,功率密度大,响应速度快等优点而受到青睐。介电储能材料是介电储能技术的核心,陶瓷/聚合物基介电复合材料具有高击穿场强,高极化强度,柔韧性好,可加工性能好等特点,而成为研究热点。本文采用铁酸铋(BiFeO3)为填料,聚偏氟乙烯(PVDF)为聚合物基体,通过使用流延法、静电纺丝法等制备工艺,拟制备一种具有高能量密度的聚合物基复合材料。采用固相法、水热法、静电纺丝法成功制备了块状,花状和纤维状的BiFeO3粉体,并使用流延法分别与PVDF进行复合,制备BiFeO3/PDVF复合膜。结果表明,纤维填料具有最大的比表面积,纤维状BiFeO3对BiFeO3/PDVF复合膜的介电性能,磁稳定性都具有更显著的影响,在1400 kV/cm的电场下,由于纤维具有大的偶极矩,纤维状BiFeO3/PVDF复合膜在低电场下具有优异的磁介电性能和储能性能。采用流延法制备填料含量不同的纤维BiFeO3/PVDF复合膜,结果表明,BiFeO3填料的加入可以改变聚合物链的移动,促进复合膜中的α相向β相的转变,对复合膜的介电常数的提高起到了促进作用;通过理论模型计算,揭示了界面对复合材料的极化强度的贡献,并指出复合膜中的界面面积与复合膜的介电常数及极化是正相关的;在填料含量为1 vol.%时复合膜具有最大的储能密度,为4.9 J/cm3。采用静电纺丝工艺、热压、热处理等方法,制备了 BiFeO3/P VDF纺织膜,抑制了 BiFeO3纤维在聚合物基体中的接触,对复合材料的击穿场强的提高起到了促进作用;提出界面模型,揭示了电荷在纤维界面的分布,由于纤维大的偶极矩,电荷会聚集在纤维的两端,使纤维的两端与聚合物中相比具有更大的电导,这意味着电子更容易经过纤维两端,而不是从聚合物基体中穿过。通过铁电测试,得到0.5 vol.%BiFeO3/PVDF纺织膜在3800 kV/cm的电场下储能密度达到9.6 J/cm3。采用静电纺丝工艺、热压、热处理等方法,并通过改进工艺,加装配件,制备了定向BiFeO3/PVDF纺织膜。通过对纤维的定向排列,分散了聚合物基体中的应力,延长了复合材料的击穿路径,起到了提高极化的作用。通过充放电测试,脉冲放电能量密度达到4.03 J/cm3,并且在8 ns内放电效率达到 90%。