本发明提供了一种含钠空位的Na2Ti3O7纳米棒的制备方法和应用，包括将Na2CO3粉末、TiO2粉末与碳粉混合后转移至球磨机中进行球磨；然后放入马弗炉中煅烧并保温后再次放入球磨机中进行球磨；所得产物再次放入马弗炉煅烧并保温；最后将所得Na2Ti3O7与稀盐酸混合，混合搅拌一定时间后进行多次洗样，再放入烘干机进行烘干，得到含氢离子Na2Ti3O7材料后放入管式炉中，在氩气气氛中进行煅烧并保温，最终得到含钠空位的Na2Ti3O7纳米棒材料。基于本发明方法可提高材料的结构稳定性与电化学性能，制造出含有不同钠空位浓度的Na2Ti3O7材料，并作为钠离子电池负极材料应用。