本發(fā)明公開了一種三元多級多維結(jié)構(gòu)復(fù)合材料及其制備方法，利用其突出的協(xié)同效應(yīng)和獨特的多級多維結(jié)構(gòu)，發(fā)揮出優(yōu)異的電化學(xué)綜合性能。所述復(fù)合材料由低維納米結(jié)構(gòu)的TiO2和次相高比容量金屬氧化物以及二維微米(x-y平面方向)高電導(dǎo)率質(zhì)樸石墨烯構(gòu)成。本發(fā)明通過四氫呋喃溶液混合法，以降低溶液系統(tǒng)的總表面自由能為驅(qū)動力，將納米結(jié)構(gòu)的TiO2和高比容量金屬氧化物均勻負載并緊密結(jié)合在質(zhì)樸石墨烯納米片的裸露表面上。本發(fā)明的三元多級多維結(jié)構(gòu)復(fù)合材料有效結(jié)合了每一種組分的突出功能：TiO2優(yōu)異的循環(huán)性能和突出的安全性，次相金屬氧化物的高比容量和質(zhì)樸石墨烯良好的導(dǎo)電性能。