人工智能物联网的发展,使得便携式互连电子设备需求骤增,同时对设备的微型化、集成化提出了更高的要求,从而激发微储能的巨大需求。片上（on chip）储能作为微储能形式之一,因其单位面积上的空间利用率高,更易于满足集成微系统中的空间要求。但是如何获得高能量密度和功率密度,且循环性能优良的on chip储能器件是个亟待解决的问题。目前的微器件多以薄膜电极和叉指电极作为储能器件的电极,其存在一个普遍的问题:活性材料面负载量低而导致的储能密度低,无法达到便携式电子设备的要求。与传统平面结构的电极相比,3D结构电极不仅具有较大的比表面积,能增大活性材料负载量,还具有相对较短的离子和电子传输路径等优势。不仅如此,研究表明有序3D阵列微结构电极由于其结构特性,可以使界面离子和电流分布均匀化,调控电场分布、金属成核。这对以金属作为负极的电池来说,有利于解决其存在的枝晶问题。有序的微阵列结构,均匀化的离子和电流分布可以确保金属均匀沉积,有效抑制枝晶生长。并且,3D结构还可以储存更丰富的金属,从而进一步提高器件的性能。但是由于微制造工艺的限制,在大面积制造能容纳更多金属的高深宽比电极方面,仍存在极大的挑战。因此,制备用于on chip储能器件的大面积、高深宽比、有序的3D电极是研究人员亟待解决的问题。本文通过简单图形化微加工技术制备了大面积、高深宽比、有序的3D电极,并将其应用于on chip混合电容器和镍锌碱性电池中,主要研究内容及结果如下:（1）通过简单的光刻法,结合化学镀技术,成功制备了图形化的大面积、高深宽比、有序的3D电极。（2）在已制备的3D电极上,使用电镀法电沉积活性材料,得到镍有序柱状微阵列/层状镍钴双金属氢氧化物核壳结构（NOCA/NiCo-LDH）,用于准固态on chip混合电容器。比较了镍平板电极和3D电极的电化学性能,结果表明3D电极显著提升了混合电容器的性能。同时,随着电镀时间的增加,3D电极的能量密度也相应提高,当电镀时间达到30分钟时,性能最优。（3）将NOCA/NiCo-LDH和NOCA/Zn组装了on chip碱性镍锌电池,从1m A cm-2～20 m A cm-2时,容量仍能保持60.5%,展现出了优异的倍率性能。相较于平板电极,3D电极不仅有效抑制了Zn枝晶,而且其三维结构还增强了储锌能力。