本发明属于固态锂电池技术领域，具体涉及一种固态电池复合电解质膜材料及其制备方法和应用。先将硅烷偶联剂KH560滴加到MXenes水溶液中，常温下搅拌得到溶液A，将聚环氧乙烷、聚氧乙烯二胺和锂盐双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶解于有机溶剂中，搅拌得到溶液B，然后将溶液A加入溶液B中，搅拌得到均相溶液C，最后将均相溶液C浇筑在聚四氟乙烯板上，干燥形成的薄膜脱离聚四氟乙烯板，得到复合电解质膜材料。进一步和正极片、负极片材料压缩封装制得全固态锂电池。本发明通过KH560产生原位偶联反应有效改善了无机成分在有机基体中的分散不均现象和复合电解质膜机械稳定性。本发明提供的固态电解质膜制备工艺简单、成膜性好，应用的固态电池储能性能优异。