超级电容器，也称为电化学电容器或双电层电容器，是一种介于传统电容器和充电电池之间的新型储能装置。它既具有电容器快速充放电的特性，同时又具有电池的储能特性。超级电容器通过电极与电解质之间形成的界面双层来存储能量，这一过程不涉及化学反应，因此其储能过程是可逆的。
超级电容器的主要特点包括：
高功率密度：
能够在几秒至几分钟内快速充满电。
长循环寿命：
充放电次数可达蓄电池的5-20倍。
高电容量：
电容量可达数千法拉。
宽广的工作温度范围：
可在-40℃至70℃之间工作。
安全性高：
在充放电过程中不发生化学反应，安全性较好。
超级电容器的工作原理主要基于双电层电容和/或赝电容机制。双电层电容是通过电极表面的静电电荷吸附来存储能量，而赝电容则是通过电极表面的氧化还原反应来存储能量。
超级电容器在多个领域得到了广泛应用，包括：
电动汽车：用于启动、爬坡和加速等高功率需求场景。
轨道交通：在制动能量回收系统中使用。
电力系统储能及调频：用于电网的稳定和频率调节。
国防军事：由于其高功率密度和快速充放电特性，适用于军事装备和应急电源。
家用电器：用于电力储能。
根据不同的应用需求，超级电容器还可以进行分类，例如按照储能机理分为双电层电容器和法拉第准电容器，按照电解液种类分为水系超级电容器和有机系超级电容器，以及按照活性材料的类型和电解液的状态形式进行进一步细分。
总的来说，超级电容器以其独特的性能在许多储能应用中展现出广阔的前景，尤其是在需要高功率输出和快速充放电的场合。