本發(fā)明涉及一種多層級結(jié)構(gòu)鈦基復(fù)合材料及其制備方法，屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明公開了一種多層級結(jié)構(gòu)鈦基復(fù)合材料，所述復(fù)合材料具有核殼結(jié)構(gòu)，內(nèi)核為鈦酸鋰，第一包覆層為鈮酸鈦，第二包覆層為碳層；所述復(fù)合材料中各材料質(zhì)量占比分別為鈦酸鋰60?80％，鈮酸鈦20?40％，碳源1?5％。本發(fā)明還公開了一種多層級結(jié)構(gòu)鈦基復(fù)合材料的制備方法：將鈦源、鋰源進(jìn)行研磨、超聲分散處理，然后進(jìn)行干燥造粒、煅燒后得到納米鈦酸鋰微球；將納米鈦酸鋰微球分散于表面活性劑混合溶液中，然后加入可溶性鈦化合物、可溶性鈮化合物恒溫?cái)嚢?、陳化干燥后得到?fù)合材料前驅(qū)體；將復(fù)合材料前驅(qū)體與碳源混合后，在惰性氣體氛圍下進(jìn)行煅燒、破碎，得到多層級結(jié)構(gòu)鈦基復(fù)合材料。