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本发明提供了一种三维梯度金属氢氧化物/氧化物电极材料及其制备方法和应用,所述三维梯度金属氢氧化物/氧化物电极材料包括导电基底和金属化合物层,所述金属化合物层设于或形成于所述导电基底的表面;所述金属化合物层所采用的材料为金属的氢氧化物或氧化物,所述金属为过渡金属,所述金属化合物层向导电基底方向各金属离子的含量梯度降低或升高。本发明提供的三维梯度金属氢氧化物/氧化物电极材料循环性能、倍率性能较好。本发明提供的三维梯度金属氢氧化物/氧化物电极材料的制备方法简单、便利,得到的三维梯度金属氢氧化物/氧化物电极材料能够直接用于制备电极和电池,并显示出良好的电化学活性。