本发明提供了一种单晶三元复合材料的制备方法，包括以下步骤：A)将三元镍钴锰材料前驱体、锂源、助熔剂和三元镍钴锰材料前驱体的单晶微粉混合，得到初始混合物料；B)将所述初始混合物料烧结后粉碎，得到三元材料基体；C)将步骤B)得到的三元材料基体、包覆物原料与水混合后再次烧结，得到单晶三元复合材料。本申请还提供了一种锂离子电池。本申请通过三元镍钴锰材料前驱体的单晶微粉与助熔剂协同作用，降低了烧结温度和烧结时间，最终提高了单晶三元复合材料的首次充放电效率和容量。