本发明公开一种静电自组装三维花状二硫化钴/MXene复合材料及其制备方法和应用，所述复合材料是将可溶性钴盐水溶液和硫化剂水溶液，搅拌得到的混合溶液在150～280℃进行水热反应，随炉冷却后再进行抽滤，经干燥后得到固体A；将固体A加入聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液中搅拌，洗涤得到固体B；将固体B放入MXene水溶液中搅拌后静置，之后离心洗涤后冷冻干燥，得到固体C；在氮气的保护下，将固体C在500～700℃煅烧制得。本发明通过静电作用自组装在MXene纳米片基体上，该基体能够有效的容纳二硫化钴在充放电过程中的体积效应，该复合材料具有优异的充放电循环性能、倍率性能和高的首次库伦效率。