放电开始时,Mn02晶格表面的O2-接受溶液的H2O给出的H+变成OH-，邻近的Mn4+接受一个电子还原成Mn3+。因此，MnO2晶格表面生成MnOOH。
质子H+可以从一个O2-位置跳跃到另一个O2-的位置，跳跃方向是从OH-浓度大的区域到OH-浓度小的区域。电子在电场力作用下从一个Mn4+离子的吸引范围跳到邻近的Mn4+离子的吸引范围，即相当于MnOOH由界面向晶格深处扩散。第一步反应的电化学反应速率大，MnOOH转移的次级过程慢，是反应的控制步骤。
充电过程:MnO2电极表面的OH-把质子H+给予吸附在固相表面的OH-离子生成H2O，附近的Mn3+失去电子氧化成Mn4+。因而表面的MnOOH变成MnO2。在浓差作用下，H+由本体向界面扩散。在电场力作用下，Mn3+失去电子氧化成Mn4+。