随着脉冲功率技术的储能模块向小型化、环保化、高储能、及高可靠性方向迅速发展。具备高储能密度和功率密度、宽频率和温度范围以及快速的充放电速率的储能元件是脉冲功率技术储能模块的核心元件。作为绿色环保的钛酸钡（BaTiO3,BT）钙钛矿型铁电体能量存储陶瓷电介质电容器,虽具有结构简单、耐高温和腐蚀、宽的频率范围及其快速的充放电速度等优点,但目前BT材料展现出来的储能密度还相对较低,因此,需要进一步深入研究,制备出高储能性能陶瓷器件,满足发展需求发挥其应用价值。本文以钛酸钡基能量存储介电陶瓷器件作为研究对象,通过组分的掺杂改性优化制备了三个体系的钛酸钡基能量存储陶瓷器件对其电性能做了深入研究,并探讨了BT基无铅铁电陶瓷的组成、相结构与储能特性之间的关系。全文主要研究结果如下:通过制备工艺的关键参数优化制备出了性能优良的CaHfO3（CH）、Sr(Zn1/3Nb2/3)O3（SZN）、La(Zn1/2Hf1/2)O3（LZH）掺杂优化的钛酸钡基系列能量存储陶瓷器件。研究表明掺杂优化使钛酸钡基能量存储陶瓷的相结构、介电性能的温度稳定性发生改变;能量存储陶瓷组织结构发生显著的改善,有效降低了器件的介电损耗,使介电性能展现出良好的频率稳定性以及较强的弛豫行为;此外,还降低了剩余极化强度且都获得了较高的击穿强度。关键结构的陶瓷厚度尺寸结构的改变影响着孔隙的数量及分布,从而影响器件的击穿强度。而烧结温度工艺参数影响陶瓷的致密性从而对器件的击穿强度及极化的影响显著。通过铁电性能计算分析可知SZN、LZH掺杂优化的钛酸钡基系列能量存储陶瓷器件的储能密度提高得较显著。0.92BaTiO3-0.08La(Zn1/2Hf1/2)O3能量存储陶瓷器件室温下在480 kV·cm-1的电场作用下,获得了储能效率为90.22%、可回收储能密度为3.27 J·cm-3的最佳储能性能。此外,该陶瓷器件在频率为1-200 Hz具有良好的频率稳定性,在-25-60℃的温度下稳定性较好。最后,通过脉冲充放电测试验证分析。实验发现优化后的钛酸钡基能量存储陶瓷器件在过阻尼电路中具有微秒级的快速放电速率,可释放较高的能量密度,器件的温度稳定性较好。在欠阻尼电路中,优化后的钛酸钡基能量存储陶瓷器件放电周期快,同时具有较高的电流密度、功率密度,表明了在脉冲系统中具有作为储能元件应用的潜力。