本发明公开了巢孔结构M²⁺/MoS₂与石墨烯复合材料在锂离子电池的中应用，包括M²⁺/MoS₂插层化合物的制备、M²⁺/MoS₂与石墨烯复合材料的复合过程；由于M²⁺/MoS₂插层化合物在插层过程中具有可逆性，同时M²⁺的插入，改变了MoS₂的结构，形成了一种巢孔结构，使得Li⁺可以更容易的来回插入和脱出交替进行，并且M²⁺会使MoS₂的电磁学性质有较大的改变，有的甚至可从半导体转变为超导体，优化锂离子电池的性能，同时由于石墨烯较大的比表面积、超高的导电性、高化学稳定性等优异的物理化学特性，将巢孔结构的M²⁺/MoS₂插层化合物复合在石墨烯上不仅能使锂离子更容易的脱嵌，而且较大的比表面积增强了锂离子电池的比容量及提高了锂离子电池的循环稳定性。