本发明提供一种纳米级正极材料及其制备方法、制备装置和锂离子电池，所述制备方法包括：正极材料的团聚体分别从相对方向高压喷射进行碰撞解聚，再经粒径筛选，得到解聚后样品；所述解聚后样品经有机膜包覆，得到包膜的纳米级正极材料。本发明能够将团聚的大颗粒解聚为单一的小晶粒，同时在小晶粒外表面包覆有机膜，使得晶粒分散，而且能够通过气流的作用实现解聚后悬浮状态连续进行筛分和包膜，提高了包膜的均匀性，对提升锂电池倍率性能、低温性能以及级配带来的高能量密度具有重大意义。