本发明提供一种锂离子电池正负极材料CVD补锂的装置及方法，涉及锂离子电池补锂技术领域。包括正负极材料前处理装置、锂源升华或裂解装置、沉积室、分级出料装置，正负极材料前处理装置用于对正负极材料进行前处理。锂源升华或裂解装置用于将锂源加热升华或裂解，生成气态锂源。正负极材料前处理装置中前处理后的正负极材料在封闭管道中输送至沉积室。锂源升华或裂解装置中升华的锂源在封闭管道中输送至沉积室，气态的锂源在正负极材料表面沉积，完成补锂操作。分级出料装置与沉积室连通，并用于将补锂完成后的混合物进行分级处理。锂源在CVD过程中原子化，均匀包覆在正负极材料表面并扩散至内部，附着力强，稳定性好。