本文通过电化学测试以及X射线粉末衍射测试以及基于第一性原理的计算机理论模拟，对锂-二氧化锰电池中掺钒处理的阴极二氧化锰材料进行了详细的研究工作。　　 首先研究了以质量分数为2％的五氧化二钒掺杂的二氧化锰阴极的高功率放电优势。通过放电测试，发现：添加适量的钒元素后作为阴极的二氧化锰材料对比相应的纯二氧化锰材料，在2mA/cm2放电电流密度下实际放电容量提高了约30％。同时通过循环伏安和交流阻抗方法对材料的放电过程动力学数据进行了测量，发现：钒元素的添加可以在事实上满足锂-二氧化锰电池在大功率条件下的放电条件，从而提升放电容量。结合XRD数据获得相应放电深度下材料的晶格结构数据，又探讨了掺钒这一方式对二氧化锰阴极电化学性能改进的深层次机制。热处理过程中电解二氧化锰与V2O5的表面反应产生的化合物可以打开了二氧化锰材料本身的嵌锂入口，并降低了后续的嵌锂过程的阻力，从而有效降低了作为锂电池正极高功率放电时因为锂离子的积累带来的极化效果，提供了比纯粹的电解二氧化锰更加优秀的电化学嵌锂性能，从而强化了电池在高功率放电时的能量输出。　　 从上述观点出发，又对5％、7.5％等若干掺杂浓度的二氧化锰材料进行了电化学测试，寻找不同浓度情况下掺杂材料的电化学活性变化的规律。从多种掺杂浓度条件下二氧化锰材料的电化学阻抗谱及循环伏安谱特征可以得到这样的信息：因为处理方式的关系，过多的V2O5加入到二氧化锰材料中后因为颗粒尺寸较大，同时接触面积有限，两者并不是完全反应，而是会有残余，随着加入量的增加，虽然反应产物增加，但残余量也迅速增加，因此V2O5的加入不是越多越好，而是会有一个最优值，从CV和EIS两项结果综合来看，7.5％的掺杂量是一个转折点，超过7.5％以后，过多残余的V2O5将对整个正极的电化学性能产生重大影响，从而表现出极为明显的V2O5电化学嵌锂特征。从这一点来说，针对本文的实验处理方法，过多的V2O5加入反而无助于二氧化锰材料电化学嵌锂性能的提升，从k0的角度出发，过量的V2O5对电化学反应速率是有抑制作用的。因此本文的掺杂量应维持在7.5％之下。　　 并且通过基于第一原理的理论计算，从微观角度对钒掺杂以及其他若干元素掺杂材料电性能改善进行了理论阐释。掺杂后二氧化锰结构表面O原子突起，为Li+嵌入提供了良好的嵌入起点。而多种掺杂元素中Co的加入消除了ramsdellite和pyrolusite晶型结构中Li+的嵌入能垒，并且迁移能垒也有很大的降低，是最优的掺杂元素。同时Mg的加入也使MnO2有较大程度的能垒降低，减小了Li+的迁移阻力，是一种较优的掺杂元素。其他掺杂元素如V、Ni均有相应的作用，只是效果略微逊色。