本发明属于锂金属电池负极材料领域,具体公开了一种3D亲锂复合碳纤维骨架,包括3D碳纤维骨架、复合在碳纤维上的Cu-3P层以及掺杂在碳纤维上的含磷官能团。本发明提供的3D亲锂复合碳纤维骨架材料,具有丰富的比表面积和孔隙结构,能有效降低局部电流密度,促进锂离子的扩散,抑制体积效应；碳纤维骨架上的含磷官能团和Cu-3P纳米薄层相互协同,显著降低锂形核过电位,诱导锂均匀地沉积/溶解,所构筑的锂金属负极具有优异的电化学性能,库伦效率和循环稳定性得到极大地提升。本发明还公开了所述的3D亲锂复合碳纤维骨架的制备方法及应用。