二氧化锰最主要、也是最成熟的用途是干电池正极。碱性锌锰电池与锌碳电池（勒克朗谢电池）都用它做正极活性物质，放电时 Mn⁺⁴ 被还原为 MnOOH。全球仅干电池一项，年消耗量约 50 万吨。
工业上区分得很清楚：天然二氧化锰（NMD）活性较低，直接使用放电性能有限；电解二氧化锰（EMD）纯度高、活性强，是碱性电池的主力。掺用 20%–30% EMD，干电池放电容量可比全天然 MnO₂ 提高 50%–100%；高性能氯化锌电池中掺 50%–70%，容量可提高 2–3 倍；全部使用 EMD 的碱锰电池，容量可提高 5–7 倍。这也是 EMD 长期保持独立产品地位的原因。
其他电池体系上，Li/MnO₂ 体系做成 3V 一次电池（纽扣电池），低温性能好；δ-MnO₂ 是水系锌离子电池的热门正极；超级电容器也用改性 MnO₂。再往上游一步，EMD 还是锰酸锂（LiMn₂O₄）正极的主要锰源，即市场上所谓的“锰酸锂级”EMD——锰酸锂成本低、倍率性能好、安全性优于钴酸锂，是锰系正极的基本盘。
