本發(fā)明公開了一種3D多孔石墨烯/過渡金屬氧化物復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，復(fù)合材料的制備方法：將氧化石墨通過超聲分散至水中后，再加入過渡金屬鹽及碳酸氫鈉攪拌溶解，得到混合溶液；所述混合溶液轉(zhuǎn)入水熱反應(yīng)釜內(nèi)進行水熱反應(yīng)，水熱反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過干燥后，置于保護氣氛下煅燒，即得具有3D多孔結(jié)構(gòu)，且過渡金屬氧化物原位生長在石墨烯表面的3D多孔石墨烯/過渡金屬氧化物復(fù)合材料，該復(fù)合材料具有良好的電化學(xué)性能，可以應(yīng)用于超級電容器電極材料或鋰離子負極材料，且其制備方法簡單、成本廉價、環(huán)境友好，滿足工業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。