本发明提供一种具有氧缺陷的钛酸锂电极材料及制备方法和应用，造成钛酸锂氧缺陷的离子为H，注入的离子为H和N，最终具有氧缺陷的钛酸锂材料分子式为Li4Ti5O12-xNx、或Li4Ti5O12-xHx或Li4Ti5O12-x-yNxHy，式中N为掺杂改性氮离子，H为掺杂改性氢离子，0＜x＜0.1,0＜y＜0.1。本发明材料能应用在锂离子电池、锂离子电容器负极材料中，本发明的钛酸锂电极材料具有一定的氧缺陷，这是因为经过等离子体刻蚀和离子注入后，使得材料表面具有一定程度的氧空位，从而导致具有一定的表面活性，这些氧空位扩宽了锂离子进入电极的离子通道的同时，使得材料吸附更多的锂离子在氧空位中，使得该改性钛酸锂材料具有优异的大倍率放电特性及良好的循环稳定性。