本公开涉及一种碳包覆石墨复合材料及其制备方法和应用，所述制备方法包括以下步骤：(1)配制碱性溶液；(2)将有机碳源、交联剂与步骤(1)所得碱性溶液混合，得到混合溶液；所述有机碳源包括单宁酸；(3)将石墨与步骤(2)所得混合溶液混合，然后进行固液分离；所得固体依次经干燥和烧结得到碳包覆石墨复合材料。本公开以绿色环保、成本较低的单宁酸为碳源，并利用交联剂使其均匀的包覆于石墨表面，然后经烧结形成均匀完整的碳包覆层，从而有效提升了石墨负极的循环倍率性能，且制备流程简单，经济效益高，适用于工业化生产。