本发明的铝浓度梯度掺杂和钛包覆的四氧化三钴材料的化学式为：AlxTiyCoaOb，其中，0.017＜x＜0.7，0.004＜y＜0.016，2.91＜a＜2.978，3.999＜b＜4.005。材料的制备方法包括以下步骤：将铝盐溶液通过计量泵打入空白水溶液，得到混合溶液；将钴盐溶液、混合溶液、碳酸氢铵溶液加入到反应釜中进行共沉淀反应，得到的含有连续梯度铝掺杂的碳酸钴与纳米二氧化钛进行高混包覆，得到的连续梯度铝掺杂与钛包覆的碳酸钴煅烧得到铝浓度梯度掺杂和钛包覆的四氧化三钴材料。本发明的材料均一性好、电化学性能优良、稳定性强、材料制备成的钴酸锂在高电压下具有高比容量和优秀的循环性能。