本发明涉及一种核壳空腔结构二氧化钛石墨烯复合体制备方法及其应用，属于纳米材料的技术领域。旨在提高材料的电化学循环稳定性和循环比容量。主要方案包括首先以氯化钾为盐模板，以无金属酞菁为碳源和氮源，通过离子热法制备出石墨烯和氯化钾盐的混合物，然后采用钛酸异丙酯在乙醇中水解，在十六胺表面活性剂的作用下，使石墨烯表面均匀生长一层二氧化钛，最后离心、水洗、烘干后，最终得到一种核壳空腔结构二氧化钛石墨烯复合体。并成功应用于锂离子电池中，显示出很好的长循环稳定性以及较高的循环比容量，电化学性能优异。