本发明提供一种锂金属二次电池用复合隔膜及其制备方法和应用，所述复合隔膜包括隔膜基层和涂覆在所述隔膜基层的至少一个表面上的功能涂层，其中，所述功能涂层包含能够与锂金属反应的活性物质颗粒。所述涂层在电池的装配过程中转移到金属锂负极表面，并在随后电池循环的电化学过程中发生原位转换反应，生成混合电子离子导体层，同时调节界面上的离子和电子的分布，缓解离子浓度梯度，引导均匀的锂沉积，抑制锂枝晶的生成。应用该复合隔膜的锂金属二次电池表现出优异的循环和倍率性能。本发明的复合隔膜避免了现有技术对锂金属直接修饰的繁琐工序和苛刻的操作环境，制备技术简单，原料易得，有极高的实用化和规模化前景。