本发明涉及锂离子电池材料技术领域，具体公开了一种复合正极活性材料及其制备方法和应用。所述复合正极材料包括高熵掺杂的正极活性物质和包覆在所述正极活性物质表面的改性碳气凝胶层；所述高熵掺杂的正极活性物质的化学式为LiaCabAlcNi0.2Ti0.05Me0.1Fe0.5PxClyO2‑(3x+y)/2；所述改性碳气凝胶层的材料为过渡金属掺杂碳气凝胶。本发明利用该复合正极材料制备的锂离子电池具有良好的耐低温性能，在较低温度下也能保持良好的电化学性能，有效解决了现有技术中锂离子电池不能在低温环境下保持良好的电化学性能的问题。