本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种复合凝胶电解质及其制备方法和应用。本发明提供的复合凝胶电解质，包括凝胶剂、玄武岩纤维粉和电解液。在凝胶电解质中添加玄武岩纤维粉作为增强填料，增强了凝胶电解质的热稳定性及其对锂枝晶的抑制效果；添加的电解液中的溶剂和锂盐可以作为增塑剂降低凝胶剂的结晶度，同时与凝胶剂形成凝胶相，提高该复合凝胶电解质的离子电导率；该凝胶电解质具有一定流动性，可以采用注液的方法构建电池，降低电池装配过程中的工艺难度。