本发明公开了一种原位碳包覆室温液态金属纳米颗粒及其制备方法与应用，通过在高真空条件下退火，实现了对纳米颗粒的原位碳包覆。通过以下步骤来合成：形成聚乙烯吡咯烷酮溶液，随后将镓基液态金属滴加在聚乙烯吡咯烷酮溶液中，得到溶液A；通过超声破碎制备得到聚乙烯吡咯烷酮原位包覆的纳米颗粒；随后在石英管中抽真空，随后退火。该方法通过加入不同质量的聚乙烯吡咯烷酮，在纳米颗粒表面原位包覆了不同厚度的保护膜，经过真空退火制备了原位碳包覆的纳米颗粒。发明提供的合成技术具有普适性，简单方便，效果显著，并能工业化生产。合成的碳包覆室温镓基液态金属纳米颗粒用作碱金属离子电池电极材料表现出优异的电化学性能，同时为其他高性能室温液态碱金属离子电池的应用提供了一定的指导价值。