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锂二氧化锰电池采用金属锂为负极，适当热处理的电解二氧化锰为正极以及由高氯酸锂（或三氟甲基磺酸锂）溶解于碳酸丙烯酯/乙二醇二甲醚等混合溶剂组成的电解质。其放电机理与一般电池的氧化还原机理有所不同，正极反应是一种典型的嵌入式反应。
电池放电时锂负极发生氧化反应，形成锂离子溶解于电解质溶液内，并迁移至二氧化锰正极，嵌入到二氧化锰晶格中，并促使二氧化锰中的锰从四价还原至三价。
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