本发明提供了一种镍锰酸锂复合材料、其制备方法及锂离子电池。该制备方法包括：将纳米氧化物与镍锰前驱体进行第一煅烧过程，得到氧化物包覆的镍锰前驱体；将氧化物包覆的镍锰前驱体与锂源材料进行第二煅烧过程，得到镍锰酸锂复合材料，第一煅烧过程的温度低于第二煅烧过程的温度。将纳米氧化物与镍锰前驱体在较低的温度下进行煅烧，能够使纳米氧化物发生熔融，并在镍锰前驱体表面形成较为致密的纳米氧化物包覆层，得到氧化物包覆的镍锰前驱体；在较高温度下，将氧化物包覆的镍锰前驱体与锂源材料进行第二次煅烧，能够使纳米氧化物、镍锰材料与锂元素进行更深程度的结合，从而解决纳米氧化物层易脱落的问题，大大提高镍锰酸锂复合材料的循环性能。