本發(fā)明涉及一種分級(jí)多孔核殼結(jié)構(gòu)的TiO2微米球材料及其制備方法和應(yīng)用。所述TiO2微米球材料具有由殼層和內(nèi)核構(gòu)成的微米球狀結(jié)構(gòu)；其中，所述微米球的直徑為500～600nm；所述殼層由納米片和顆粒堆疊而成，厚度為20～25nm；所述內(nèi)核由納米顆粒堆積形成，半徑為180～200nm。所述TiO2微米球的制備方法包括：1)在水和無(wú)水乙醇的混合溶液中，加入油胺和鈦酸異丁酯，攪拌、靜置、抽濾、烘干，得到白色沉淀；2)將所述白色沉淀加入無(wú)水乙醇中，攪拌，再加入氫氧化鈉水溶液，攪拌，進(jìn)行水熱反應(yīng)，退火后得到分級(jí)多孔核殼結(jié)構(gòu)的TiO2微米球材料。本發(fā)明方法、工藝簡(jiǎn)單，對(duì)反應(yīng)溫度要求較低，制得的分級(jí)多孔核殼結(jié)構(gòu)的TiO2微米球材料用于制備鋰離子電池，表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。