本发明公开了一种PVDF复合储能材料，在聚偏氟乙烯中填充TiO2，其中TiO2含量为2vol％～10vol％，其余为聚偏氟乙烯；所述TiO2由TiO2纳米片和TiO2纳米线以体积比4～6：1组成；其制备方法为：通过水热合成TiO2纳米片和TiO2纳米线，将TiO2纳米片、TiO2纳米线与PVDF混合均匀，进行压片，最后在160～200℃下烧结处理30～40分钟，得到复合储能材料；该复合储能材料利用微量填充TiO2纳米片提升复合材料的击穿强度，利用微量填充TiO2纳米线提升复合材料整体的介电常数与电位移，最终通过填充体的维度规则构型提升复合材料的储能密度，最高储能密度17.6J/cm3；该制备方法的材料成本低廉，工艺简单，易于工业化生产。