本发明公开了一种高比表面积、孔径分布可调的三维多孔炭材料的制备方法和应用。所述三维多孔炭材料的制备方法包括：(1)配制氯化钠的饱和水溶液，然后加入糖类、含氮有机物和纳米碳酸钙，充分分散均匀得到分散液；(2)将所得分散液进行冷冻干燥；(3)将冷冻干燥样品置于管式炉中，在保护气氛下进行两段炭化，得到含有模板的炭材料1；(4)去除炭材料1中的模板得到炭材料2；(5)将炭材料2与活化剂混合研磨，置于管式炉中在保护气氛下焙烧，得到炭材料3；(6)去除碳材料3中的活化剂得到具有高比表面积的三维多孔炭材料。本发明提供了制得的三维多孔炭材料在作为铅炭电池负极材料的应用，表现出优异的电容性能和循环稳定性。