本发明公开了一种具有三维结构的电极和包含所述具有三维结构的电极的电化学装置，所述具有三维结构的电极包含：多孔无纺布，所述多孔无纺布包含多根聚合物纤维；活性材料复合物，所述活性材料复合物位于所述聚合物纤维之间并具有活性材料粒子和第一导电材料；和第二导电材料，所述第二导电材料位于所述活性材料复合物的外表面上，其中通过所述聚合物纤维形成互连的多孔网络，且所述互连的多孔网络均匀地填充有所述活性材料复合物和所述第二导电材料以形成三维超晶格结构。所述电化学装置具有优异的每单位重量或体积的容量、高能量密度和高输出特性。