本发明公开了一种高电容氧空位稀土掺杂四氧化三钴纳米片的制备方法和应用，属于超级电容器电极材料制备领域。上述稀土掺杂四氧化三钴纳米片的制备方法包括以下步骤：称取一定量的六水合硝酸钴和稀土可溶性盐，溶于水和乙二醇的混合溶剂中，得到混合溶液A；称取尿素，溶于混合溶液A中，搅拌均匀后，得到溶液B；将所得的溶液B在80‑90℃的温度下反应8‑12h，自然冷却到室温后，将所得产物离心分离，洗涤干燥，得到稀土掺杂四氧化三钴前驱体；将所得前驱体置于马弗炉中煅烧，煅烧结束后得到最终产物稀土掺杂四氧化三钴纳米片。本发明方法所得材料具有优越的电容性能，能够用于超级电容器电极材料。