超級電容器活性炭應(yīng)用開發(fā)，展現(xiàn)了與電池媲美的可能性，既可以充放電率高，也可以非常實惠的生產(chǎn)處理。電容器是類似于電化學(xué)電池的能量存儲介質(zhì)。與其他能源解決方案（如化石燃料）相比，大多數(shù)電池能夠儲存大量的能源相對來說效率較低。通常說，1kg電化學(xué)電池能夠產(chǎn)生比1升汽油少得多的能量；但這種計算比較是非常模糊的，在數(shù)學(xué)上不合邏輯，應(yīng)該被忽略。事實上，一些電化學(xué)電池可以相對有效的產(chǎn)生能量，但是在商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用（例如運輸）中替代化石燃料的電池的主要限制因素并沒有得到解決，主要是充電時間慢。所以，到最后才發(fā)現(xiàn)新材料超級電容器活性炭。

超級電容器里面為什么要加活性炭呢？理由如下：

超級電容器里加活性炭能夠容納數(shù)百倍標(biāo)準(zhǔn)電容器的電荷量，因此適用于許多工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用中的電化學(xué)電池的替代。超級電容活性炭可以在非常低的溫度工作，這種情況可以防止許多類型的電化學(xué)電池停止工作。由于這些原因，加入活性炭材料的超級電容器已經(jīng)被用于應(yīng)急無線電和手電筒中，其中能夠動態(tài)地產(chǎn)生能量（例如通過纏繞手柄），然后存儲在用于裝置的超級電容器中使用。

傳統(tǒng)的電容器由兩層由絕緣體隔開的導(dǎo)電材料（最終變成帶正電荷和帶負(fù)電荷的）組成。超級電容活性炭可以容納的電荷量是指導(dǎo)體的表面積，兩個導(dǎo)體之間的距離以及絕緣體的介電常數(shù)。超級電容活性炭在不含固體絕緣體的事實上略有不同。相反，電池中的兩個導(dǎo)電板涂覆有多孔材料，常見的是活性炭，并將電池浸入電解質(zhì)溶液中。多孔材料具有非常高的表面積（1克活性炭估計表面積可以等于足球場的表面積），在這里活性炭的比表面積越大效果越好，一般采用3000以上平方米/每克的超級電容專用活性炭，并且由于超級電容器的電容由兩層之間的距離和多孔材料的表面積可以實現(xiàn)非常高的電荷含量。

雖然超級電容活性炭能夠比標(biāo)準(zhǔn)電容器儲存更多的能量，但它們在承受高電壓的能力方面受到限制。電解電容器能夠以數(shù)百伏特運行，但超級電容活性炭通常限制在約5伏特。然而，只要系列設(shè)計和控制得當(dāng)，就可以設(shè)計出一個超級電容器鏈在高電壓下運行。

鋰離子電池就是通過使用活性炭作為負(fù)極材料，代替充電反應(yīng)方面還存在問題的金屬鋰負(fù)極，保留了一次鋰電池能量密度大、電壓高的優(yōu)點，同時極大的提高了循環(huán)使用壽命和安全性能，形成了性能優(yōu)良的二次鋰電池。通過調(diào)控高比表面積活性炭的孔徑分布，提高對鋰離子的表面吸附性能，從而獲得很高的能量密度，并且大大提高充放電速率，有望開發(fā)出更高能量密度的鋰離子電池。