本发明属于生物材料技术领域，具体公开了一种钽增强聚醚醚酮复合涂层及其制备方法与应用。所述方法包括以下步骤：(1)将壳聚糖溶液、乙醇混合均匀后，依次加入PEEK粉和纳米钽得到混合溶液，经超声分散得到纳米悬浮液；(2)将阴极和阳极电极材料放入步骤(1)所得纳米悬浮溶液中；并通入直流电，沉积得到钽增强聚醚醚酮复合涂层。本发明通过阴极电沉积法在钛及其合金、不锈钢等基体上制备PEEK涂层，并在PEEK材料中引入钽纳米粒子。引入钽纳米粒子可以增强PEEK的成骨性能。阴极电沉积制备的涂料生产时间短，设备简单，价格低廉，应用前景广阔。