根据电极选择的不同，超级电容器主要有碳基超级电容器、金属氧化物超级电容器和聚合物超级电容器等类型，现在应用最为广泛的为碳基超级电容器。电化学双电层电容器的性能在很大程度上取决于碳材料的性质，电极材料的表面积、粒径分布、电导率、电化学稳定性等因素都能影响电容器的性能[3]。
碳基超级电容器的电极材料由碳材料构成，使用有机电解液作为介质，活性炭与电解液之间形成离子双电层，通过极化电解液来储能，能量贮存于双电层和电极内部，其原理如图1所示。当用直流电源为超级电容器单体充电时，电解质中的正、负离子聚集到固体电极表面，形成“电极/溶液”双电层，用以贮存电荷。双电层厚度的形成，依赖于电解质的浓度和离子的尺寸，其容量正比于电极表面积，而与“电极/溶液”双电层的厚度成反比；其贮能量受电极材料表面积、多孔电极孔隙率和电解质活度等因素的影响[4]。 超级电容器是一种电化学元件，储能过程中并不发生化学反应，且储能过程是可逆的，因此超级电容器反复充放电可以达到数十万次，且不会造成环境污染；超级电容器具有非常高的功率密度，为电池的10—100倍，适用于短时间高功率输出；充电速度快且模式简单，可以采用大电流充电，能在几十秒到数分钟内完成充电过程，是真正意义上的快速充电；无需检测是否充满，过充无危险；使用寿命长，充放电过程中发生的电化学反应具有良好的可逆性；低温性能优越，超级电容器充放电过程中发生的电荷转移大部分都在电极活性物质表面进行，容量随温度的衰减非常小。鉴于其优良特性，超级电容器非常适合在多种系统中应用。
