能源危机与环境污染日趋严重,这促使世界各国致力于新能源的开发、收集与利用。电容器作为一种适用于脉冲装置领域的核心电容性部件,亟需提高其介电击穿强度和储能密度,以适应相应仪器设备小型化、集成化、环保化的发展需求。钛酸钡（BT）具有优异的介电、铁电性能,是当前制造绿色环保介电电容器的重要材料,因此本研究选择BT为出发点,首先借助组分调控将BT铁电体转变为弛豫铁电体,再利用不同价态离子掺杂以降低剩余极化、改善介电击穿强度,并在一价离子掺杂组分中尝试了轧膜工艺以提高陶瓷致密度,最终获得了优化的能量存储表现。具体如下:在纯BT中引入不同含量的钛酸锶铋（SBT）制备出一系列的BT-xSBT陶瓷。Sr²⁺和Bi³⁺进入ABO₃结构的A位取代Ba²⁺,破坏长程铁电有序,这促使相变峰拓宽、降低、并向低温方向移动,从而显著提高了陶瓷的弛豫特性。同时,SBT可细化晶粒,降低烧结温度,提高介电击穿强度。然而低含量的SBT虽可破坏BT长程铁电有序,但效果不明显;高含量的SBT使烧结困难,不利于陶瓷的致密化。研究发现适量的SBT（x=0.35）可有效提高BT的弛豫性,并表现出相对较好的室温储能性能。因此本文的第四章至第七章均选取BT-0.35SBT这一组分作进一步不同价态离子的掺杂,以期望获得储能性能的进一步提升。掺杂研究表明四价掺杂离子Sn⁴⁺占据B位,且具有细化晶粒的作用;BT-SBT-Sn陶瓷在220 kV/cm下获得了1.22 J/cm³的储能密度。同为四价掺杂离子的Zr⁴⁺也占据B位,但无细化晶粒的作用;BT-SBT-Zr陶瓷在150 kV/cm下获得了0.87 J/cm³的储能密度。在BT-SBT-Nd和BT-SBT-La陶瓷中,三价掺杂离子Nd³⁺和La³⁺均占据钙钛矿结构的A位,均具有细化晶粒、向低温方向移峰和提高弛豫性的作用;这两种陶瓷分别在280 kV/cm和190 kV/cm下获得了2.01 J/cm³和1.61 J/cm³的储能密度,并且其脉冲性能良好。二价离子掺杂的BT-SBT-Cu和BT-SBT-Zn陶瓷分别在160 kV/cm和210 kV/cm的介电击穿强度下获得了1.28 J/cm³和1.10 J/cm³的储能密度;Cu²⁺和Zn²⁺均占据钙钛矿结构的B位,均可使介电峰拓宽并向低温方向移动。一价离子掺杂的BT-SBT-Na与BT-SBT-Li陶瓷,均有液相参与烧结。BT-SBT-Na陶瓷介电击穿强度提高至170 kV/cm,获得了1.38 J/cm³的储能密度。BT-SBT-Li陶瓷在340 k V/cm下获得了2.43 J/cm³的储能密度。在一价离子掺杂BT-SBT-Li组分中尝试了轧膜（粘性聚合物加工,Viscous polymer processing,VPP）工艺,获得了BT-SBT-Li-VPP陶瓷。因致密度的显著提升,BT-SBT-Li-VPP陶瓷在410 kV/cm下获得了3.54 J/cm³的高储能密度,同时此样品在储能方面还表现出优异的温度和频率稳定性。总之,相比于B位掺杂,含有Na⁺、Li⁺、Nd³⁺和La³⁺等A位取代离子的BT-SBT基弛豫铁电体陶瓷表现出了相对较好的储能性能。结合VPP工艺可有效改善陶瓷的致密度,从而显著提升陶瓷的储能性能。本文所提出的组分调控相结构以及A位离子的掺杂优化可为制备其他弛豫铁电体陶瓷提供借鉴。