超級電容器的原理并非新技術,常見的超級電容器大多是雙電層結構,同電解電容器相比,這種超級電容器能量密度和功率密度都非常高。同傳統的電容器和二次電池相比,超級電容器儲存電荷的能力比普通電容器高,并具有充放電速度快、效率高、對環境無污染、循環壽命長、使用溫度范圍寬、安全性高等特點。
超級電容器具有廣泛的用途。與燃料電池等高能量密度的物質相結合,超級電容器能提供快速的能量釋放,滿足高功率需求,從而使燃料電池可以僅作為能量源使用。目前,超級電容器的能量密度可高達20kW/kg,已經開始搶占傳統電容器和電池之間的這部分市場。
在那些要求高可靠性而對能量要求不高的應用中,可以用超級電容器來取代電池,也可以將超級電容器和電池結合起來,應用在對能量要求很高的場合,從而可以采用體積更小、更經濟的電池。
超級電容器的ESR值很低,從而可以輸出大電流,也可以快速吸收大電流。同化學充電原理相比,超級電容器的工作原理使這種產品的性能更穩定,因此,超級電容器的使用壽命更長。對于像電動工具和玩具這種需要快速充電的設備來說,超級電容器無疑是一個很理想的電源。
任何超級電容器都會在通電的情況下,通過內部并聯電阻放電,這個放電電流就稱為漏電流,它會影響超級電容器單元的自放電。同某些二級電池技術相似,超級電容器的電壓在串聯使用時需要平衡,因為存在漏電流,內部并聯電阻的大小將決定串聯的超級電容器單元上的電壓分配。
當超級電容器上的電壓穩定后,各個單元上的電壓將隨著漏電流的不同而發生變化,而不是隨著容值不同而變化。漏電流越大,額定電壓越小,反之,漏電流小,額定電壓高。這是因為,漏電流會造成超級電容器單元放電,使電壓降低,而這個電壓會隨后影響和它串聯在一起的其他單元的電壓(這里假定這些串連的單元都使用同一個恒定電壓供電)。