本发明公开了一种氮氧原子比例可调控的氮氧化铌及其制备方法和储能应用,是首先制备超薄纳米片自组装的三维非晶态五氧化二铌作为前驱体,然后将前驱体和三聚氰胺放入两个烧舟中进行高温固相氮化,通过调控氮化时间,获得氮氧原子比例不同的三维氮氧化铌。本发明制备的氮氧化铌因具有超短的离子和电子传输距离、良好的导电性和三维结构,表现出优异的电化学储锂性能,应用于锂离子混合电容器时,可同时具有高能量密度和功率密度,是一种具有发展前景的锂离子电容器负极材料。