超級電容是以碳基活性物加導電碳黑與粘結劑混合作極片材料，利用極化電解質吸附電解液里的正負離子，形成雙電層結構進行儲能，該儲能過程基本不發生化學反應，故循環壽命很長。

而電池，就鉛酸蓄電池為例，鉛酸蓄電池用填滿海綿狀鉛的鉛板作負極，填滿二氧化鉛的鉛板作正極，并用1.28％的稀硫酸作電解質。在充電時，電能轉化為化學能，放電時化學能又轉化為電能。電池在放電時，金屬鉛是負極，發生氧化反應，被氧化為硫酸鉛；二氧化鉛是正極，發生還原反應，被還原為硫酸鉛。電池在用直流電充電時，兩極分別生成鉛和二氧化鉛。移去電源后，它又恢復到放電前的狀態，組成化學電池。鉛蓄電池是能反復充電、放電的電池，叫做二次電池。

兩者的用途也有差異，超級電容能量密度低，但其優異的循環性能，環保，高功率使它廣泛運用于后備電源、高頻率充放電、大功率輸出等場合，而電池能量密度高，但其本身的原理限制了它的壽命，且過充過放會對其造成不可逆的創傷，且不環保，但是在未找到能夠替代如此高能量密度的儲能元器件的情況下，未來很長一段時間仍是電池的天下（鋰離子電池），甚至會替代汽油等燃料成為汽車動能的主流噢。

兩者的關系在于，可以將超級電容的大功率輸出和能接受大電流充放電等優點與蓄電池的高能量密度相結合作為電動汽車電池壽命及節能方面改進。

超級電容和電池都是儲能元件。但是有著區別，超級電容的儲能過程是物理過程，電池儲能是化學反應的過程，兩者有著本質的區別。

超級電容的功率特性要好于電池，可以大電流快速充放電，電池的能量密度要比超級電容高，同等體積下電池儲存的能量要多；

由于超級電容充電式物理的過程，所以壽命要長，一般充放電次數達到50萬次以上，電池充放電次數要少甚多，鉛酸蓄電池500次，鋰電池1000--1500次，不同類型的充放電次數不一樣；

超級電容的工作溫度要寬于電池，--40到65度。

在一些需要大功率放電同時需要較高出能量的可以是使用超級電容和電池結合使用，充分發揮二者的優點。、

超級電容，又名電化學電容，雙電層電容器、黃金電容、法拉電容，是從上世紀七、八十年代發展起來的通過極化電解質來儲能的一種電化學元件。

它不同于傳統的化學電源，是一種介于傳統電容器與電池之間、具有特殊性能的電源，主要依靠雙電層和氧化還原贗電容電荷儲存電能。但在其儲能的過程并不發生化學反應，這種儲能過程是可逆的，也正因為此超級電容器可以反復充放電數十萬次。

超級電容器結構上的具體細節依賴于對超級電容器的應用和使用。由于制造商或特定的應用需求，這些材料可能略有不同。所有超級電容器的共性是，他們都包含一個正極，一個負極，及這兩個電極之間的隔膜，電解液填補由這兩個電極和隔膜分離出來的兩個的孔隙。

超級電容器的結構如圖所示．是由高比表面積的多孔電極材料、集流體、多孔性電池隔膜及電解液組成。電極材料與集流體之間要緊密相連，以減小接觸電阻；隔膜應滿足具有盡可能高的離子電導和盡可能低的電子電導的條件，一般為纖維結構的電子絕緣材料，如聚丙烯膜。電解液的類型根據電極材料的性質進行選擇。

上圖中各部分為：（1）：聚四氟乙烯載體；（2）（4）：活性物質壓在泡沫鎳集電極上；（3）：聚丙烯電池隔膜。

超級電容器的部件從產品到產品可以有所不同。這是由超級電容器包裝的幾何結構決定的。對于棱形或正方形封裝產品部件的擺放，內部結構是基于對內部部件的設置，即內部集電極是從每個電極的堆疊中擠出。這些集電極焊盤將被焊接到終端，從而擴展電容器外的電流路徑。

對于圓形或圓柱形封裝的產品，電極切割成卷軸方式配置。最后將電極箔焊接到終端，使外部的電容電流路徑擴展。

其基本原理和其它種類的雙電層電容器一樣，都是利用活性炭多孔電極和電解質組成的雙電層結構獲得超大的容量。

突出優點是功率密度高、充放電時間短、循環壽命長、工作溫度范圍寬，是世界上已投入量產的雙電層電容器中容量最大的一種。

根據儲能機理的不同可以分為以下兩類：

1、雙電層電容：是在電極/溶液界面通過電子或離子的定向排列造成電荷的對峙而產生的。對一個電極/溶液體系，會在電子導電的電極和離子導電的電解質溶液界面上形成雙電層。當在兩個電極上施加電場后，溶液中的陰、陽離子分別向正、負電極遷移，在電極表面形成雙電層；撤消電場后，電極上的正負電荷與溶液中的相反電荷離子相吸引而使雙電層穩定，在正負極間產生相對穩定的電位差。這時對某一電極而言，會在一定距離內(分散層)產生與電極上的電荷等量的異性離子電荷，使其保持電中性；當將兩極與外電路連通時，電極上的電荷遷移而在外電路中產生電流，溶液中的離子遷移到溶液中呈電中性，這便是雙電層電容的充放電原理。

2、法拉第準電容：其理論模型是由Conway首先提出，是在電極表面和近表面或體相中的二維或準二維空間上，電活性物質進行欠電位沉積，發生高度可逆的化學吸脫附和氧化還原反應，產生與電極充電電位有關的電容。對于法拉第準電容，其儲存電荷的過程不僅包括雙電層上的存儲，而且包括電解液離子與電極活性物質發生的氧化還原反應。當電解液中的離子(如H+、OH-、K+或Li+)在外加電場的作用下由溶液中擴散到電極/溶液界面時，會通過界面上的氧化還原反應而進入到電極表面活性氧化物的體相中，從而使得大量的電荷被存儲在電極中。放電時，這些進入氧化物中的離子又會通過以上氧化還原反應的逆反應重新返回到電解液中，同時所存儲的電荷通過外電路而釋放出來，這就是法拉第準電容的充放電機理。[1]

（1）充電速度快，充電10秒～10分鐘可達到其額定容量的95%以上；

（2）循環使用壽命長，深度充放電循環使用次數可達1~50萬次，沒有“記憶效應”；

（3）大電流放電能力超強，能量轉換效率高，過程損失小，大電流能量循環效率≥90%；

（4）功率密度高，可達300W/KG~5000W/KG，相當于電池的5~10倍；

（5）產品原材料構成、生產、使用、儲存以及拆解過程均沒有污染，是理想的綠色環保電源；

（6）充放電線路簡單，無需充電電池那樣的充電電路，安全系數高，長期使用免維護；

（7）超低溫特性好，溫度范圍寬-40℃～+70℃；

（8）檢測方便，剩余電量可直接讀出；

（9）容量范圍通常0.1F--1000F。

優點

很小的體積下達到法拉級的電容量；

無須特別的充電電路和控制放電電路；

和電池相比過充、過放都不對其壽命構成負面影響；

從環保的角度考慮，它是一種綠色能源；

超級電容器可焊接，因而不存在像電池接觸不牢固等問題；

缺點

如果使用不當會造成電解質泄漏等現象；

和鋁電解電容器相比，它內阻較大，因而不可以用于交流電路；