本发明提供了一种三维自支撑的高比能钴酸钒锂负极材料及其制备方法，其特征在于，以LiCl、VCl3和CoCl2作为原料供体，采用一步水热法，在三维导电骨架上构建Li2xV1-xCo2O4纳米片阵列。本发明具有如下技术效果：1、本发明首次在三维多孔导电骨架上构建三维Li2xV1-xCo2O4纳米片阵列，同时应用在锂离子电池负极中，比能量高，循环性能好。2、通过水热法一步构建三维Li2xV1-xCo2O4纳米片阵列，工艺简单，可通过调节物质配比、水热温度和时间等，能够有效调控纳米片阵列尺寸，可控性强。