本發(fā)明提供一種具有三維結構的分級多孔磷酸鹽-石墨烯正極材料，所述正極材料具有三維分級多孔結構；其中，所述磷酸鹽化學式為LiMPO4，M為Fe、Co、Ni、Mn、Ti或V。本發(fā)明還提供了上述正極材料的制備方法。本發(fā)明還提供了上述正極材料在制備鋰離子二次電池中的應用。該正極材料具有良好的循環(huán)性能和倍率性能，優(yōu)越的低溫性能，其電化學性能優(yōu)良，安全可靠，有成為新型鋰離子二次電池正極的潛力。該正極材料通過控制pH值誘導前驅體中的石墨烯進行液相自組裝，獲得具有三維結構的分級多孔磷酸鹽-石墨烯正極材料，由于采用的是溶液相反應的方法，實驗的可操作性強，其制備工藝簡單、成本低廉。