本发明公开了一种直接甲醇燃料电池与锂离子电池混合输出装置及输出方法，包括燃料电池电堆、供液装置、供气装置、锂离子电池和负载；特点是燃料电池电堆、供液装置、供气装置和负载与配电模块连接；配电模块和燃料电池电堆之间设第一DC/DC电源转换模块，配电模块与负载之间设第二DC/DC电源转换模块；燃料电池电堆上设电堆性能检测装置，锂离子电池上设锂离子电池性能检测装置；配电模块、电堆性能检测装置、锂离子电池性能检测装置均与主控制器连接。本发明的优点是利用锂离子电池与燃料电池的配合为负载进行混合供电，弥补在燃料电池系统没达到较理想工作条件时欠缺的功率，解决了直接甲醇燃料电池系统在低温时启动时间过长的问题。