本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种分等级有序多孔碳纳米片材料及其制备方法和应用，制备方法为：选取甘蔗渣作为原料，对其进行清洗，烘干脱水，得到干燥的甘蔗渣；将干燥的甘蔗渣置于管式炉内煅烧碳化，碳化保温一段时间，而后自然冷却，得到不同碳化温度的分等级有序多孔碳纳米片材料；得到的多孔碳纳米片材料尺寸较大、孔径分布均匀、结构完整，将其制成电极，发现其具有极佳的储锂性能。本发明以可持续再生的生物质甘蔗渣为碳源，成功制备出形貌较为独特的碳材料，并将其作为负极材料应用到锂离子电池中，研究其作为电极材料在锂离子电池中的储能效果，实现了生物质的回收利用。