当外加电压加到两个极板上时，与普通电容器一样，超级电容器正负极板会分别产生正负电荷，在两极板电荷产生的电场作用下，电解液中的电荷会重新分布，并在与电极的接触界面上形成以极短间隙排列在相反位置上的相反电荷，以平衡电解液内电场，从而形成特殊的双电层电荷分布结构超级电容器是从多孔碳基电极材料得到其储存电荷面积的，它每克的表面积可高达2000平方米。而超级电容器中电荷分隔的距离是由电解质中的离子大小决定的，其值小于10埃。巨大的表面积加上电荷之间非常小的距离，使得超级电容有很大的电容量。随着超级电容器放电，正负极板上的电荷被外电路泄放，在电解液界面上的电荷相应减少，所以充放电过程始终是物理过程，没有化学反应。因此性能是稳定的，与利用化学反应的蓄电池是不同的。
2各领风骚：超级电容vs锂电池
能量储存是超级电容与电池的功能特点，故而在风光发电、电动汽车等等应用领域中，超级电容与电池特别是锂电池的技术之争从未平息。
从能量密度和功率密度的角度来看，电池共同的特点是能量密度相对较高，但是由于电流较小，功率密度较低。而超级电容则正好相反，由于电流较大，功率密度较高，但是受限于材料等因素，能量密度较低。
相比于电池（铅酸、镍锰、锂），超级电容具有充电速度块，功率密度高、寿命长、安全性好、环保、工作范围大等优点，在一定的应用场合将成为传统电池的替代者。
而超级电容最大的问题在于能量密度较低，包括体积能量密度和重量能量密度两个方面，所以更多应用在体积、重量相对不太敏感，对于瞬间大电流有应用要求的使用环境。
事实上，我们相信未来更多的应用将是把超级电容与传统电池结合的模组化产品，又超级电容满足瞬间功率要求，由电池提供稳态功率输出。
