本发明提供了一种钴酸锂复合材料及其制备方法与应用，所述钴酸锂复合材料包括内核、内核表面的亚壳层以及亚壳层表面的包覆层；所述内核包括掺杂M’的钴酸锂，所述亚壳层包括掺杂M”的钴酸锂，所述包覆层包括M”的锂化物；所述钴酸锂复合材料为类核壳结构，在材料的不同位置具备不同的掺杂元素，使得钴酸锂材料具备高稳定性的同时，还能够满足快充的需求，解决了钴酸锂材料高电压下的深度脱锂导致颗粒内部结构不稳定，颗粒破碎开裂，性能衰退，以及高倍率充电时表面退化等问题。