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超级电容器，也称作电化学电容器或双电层电容器，自20世纪七八十年代起发展起来，是通过极化电解质来存储能量的一种电化学元件。与传统化学电源不同，超级电容器处于传统电容器和电池之间的特殊电源，主要通过双电层和氧化还原假电容电荷来储存电能。在储能过程中，没有化学反应发生，这一过程是可逆的，使得超级电容器能够反复充放电数十万次。
超级电容器的基本原理与其他双电层电容器相同，都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构来实现超大容量。根据储能机理的不同，电容器可以分为两类：
1.双电层电容：这种电容器的储能是在电极/溶液界面上通过电子或离子的定向排列形成的电荷对峙。在一个电极/溶液体系中，电子导电的电极和离子导电的电解质溶液界面上会形成双电层。当施加电场时，溶液中的阴阳离子会向正负电极迁移，形成双电层。去除电场后，电极上的电荷会与溶液中的相反电荷离子相吸引，使双电层稳定，产生稳定的电位差。这时，某一电极在一定距离内（分散层）会产生与电极上电荷等量的异性离子电荷，保持电中性。当两极与外电路连接时，电极上的电荷迁移并在外电路中产生电流，溶液中的离子迁移回溶液中呈电中性，这就是双电层电容的充放电原理。
2.法拉第准电容：这一理论模型最初由Conway提出，是在电极表面和近表面或体相中的二维或准二维空间上，电活性物质进行欠电位沉积，发生高度可逆的化学吸脱附和氧化还原反应，产生与电极充电电位有关的电容。法拉第准电容的储能过程不仅包括双电层上的存储，还包括电解液离子与电极活性物质的氧化还原反应。当电解液中的离子（如H+、OH-、K+或Li+）在外加电场作用下扩散到电极/溶液界面时，它们会通过界面上的氧化还原反应进入电极表面活性氧化物的体相中，从而在电极中存储大量的电荷。放电时，这些进入氧化物中的离子会通过氧化还原反应的逆反应重新返回到电解液中，同时存储的电荷通过外电路释放，这就是法拉第准电容的充放电机理。
超级电容器的突出特点包括：
1.充电速度快，可在10秒至10分钟内充至额定容量的95%以上。
2.使用寿命长，深度充放电循环次数可达1至50万次，无“记忆效应”。
3.大电流放电能力超强，能量转换效率高，过程损失小，大电流能量循环效率≥90%。
4.功率密度高，可达300W/KG至5000W/KG，相当于电池的5至10倍。
5.整个生命周期中，从原材料构成、生产、使用、储存到拆解过程均无污染，是理想的绿色环保电源。
6.充放电线路简单，无需复杂的充电电路，安全系数高，长期使用免维护。
7.超低温特性好，工作温度范围宽至-40℃至+70℃。
8.检测方便，剩余电量可直接读出。
超级电容器，也称为双电层电容器或电化学电容器，其储能原理基于亥姆霍兹的界面双电层理论。不同于普通电容器，超级电容器通过极化电解质来储存能量，其储能过程是可逆的，可以反复充放电数十万次。这个过程可以简化为两个无反应活性的多孔电极板在电解质中，当施加电压时，正极吸引负离子，负极吸引正离子，形成两个容性存储层，就像悬浮在电解质中的独立电荷层。
超级电容器的独特之处在于其双电层结构。当两个电极插入电解液并施加小电压时，正负离子会在电场作用下迅速分布，形成紧密的电荷层，类似于平板电容器的电容效应，但因其电荷层间距极小，容量远超普通电容器。与铝电解电容器相比，双电层电容器内阻较大，这意味着它们可以在无负载电阻的情况下直接充电，过电压充电时不会导致器件损坏，而是自动开路，避免了电解质击穿的问题。
相比于可充电电池，超级电容器具有更高的充放电次数，可达百万次以上，且充电过程不受限流影响。这种特性使得超级电容器兼有电容和电池的特性，是一种介于两者之间的新型元器件，具有广泛的应用潜力，如在能量储存和快速充放电场景中表现出色。
超级电容器从储能机理上面分的话，超级电容器分为双层电容器和赝电容器。是一种新型储能装置，它具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。超级电容器用途广泛。
超级电容器的工作原理主要基于电极和电解质界面上的电荷分离来存储能量。具体解释如下：
充电过程：
电极与电解质：
放电过程：
优点与应用：
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