超级电容是何方神圣？
要了解超级电容，那么我们还得先从普通的电容谈起。电容也叫电容器，颐名思义就是“储存电荷的容器”。电容最初的作用并不是被用来储能，电容的储电能力与锂电池相比的确太小了。后来，当锂电池技术发展遇到瓶颈，如安全、性能越来越不能满足需要时，研究人员们突然想到了电容的储电功能。能不能开发出一种用来专门储存电能的电容呢？这样，超级电容就诞生了。
既然是电容，超级电容的结构也与普通的电容类似。超级电容结构上也有两块金属片极板，但其外面有海绵状的多空材料，即活性炭涂层。它们被浸没在正负离子溶于溶剂的电解液中，一块碳涂层板或电极为正，另一块为负。加载电荷后，电解液中的离子各自集聚在碳涂层板的表面。像电容一样，相反电荷的离子隔开后产生电场，超级电容便是利用电场存储能量。在超级电容中，当两块金属片被施以电压（即充电）后，电荷建立于两极，一极为正，一极为负，这就使得两极各自吸引相反的电荷。但对超级电容来说，每一个碳极在其表面有两层电荷（超级电容被称为双层电容）。实际上；一个超级电容相当于两个串联的普通电容，每一极就是一个普通电容。
超级电容，“超级”在哪里？
既然都是可以储电，那么与普通的电池相比，超级电容有什么优势呢？传统电池都是通过化学反应存储能量，电离子实际上是被塞进电极的原子结构中，而在超级电容中，离子仅仅是吸附。这是一个很重要的特征，因为不通过化学反应储能，使得超级电容的充放电速度大大优于传统电池。活性炭材料也是关键，它非常像海绵，所以其表面积比裸金属的线性表面的面积要大10万到100万倍，这意味着活性炭表面所有的犄角旮旯可以使更多的离子吸附在电极上。
这种庞大的表面积，再加上非常小的电极间距，使得超级电容较传统电池而言有着惊人的“功率密度”：超级电容能快速存储大量电荷，并以大电流形式快速输出能量。如2700F的超级电容额定放电电流不低于950A，放电峰值电流可达1680A，这也是其被冠以“超级”的重要原因。同时，超级电容的充电原理其实就是其放电的可逆过程，可采用大电流充电，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。想象一下，只要几秒钟，就能将手机电池充满；或者在旅行时，人们只要等待几分钟，电动汽车的电量就能被重新充满。这将对人们的生活产生怎样的影响？
此外，传统电池使用化学物质来存储电能，而化学物质难以被人控制；与之相比，超级电容利用静电电荷来存储电能。这就意味着超级电容的性能是可预见的，环境温度对其性能影响较小，使用的材料也更加可靠。而且超级电容没有化学反应引起的损耗，所以理论循环寿命为无穷大，实际可达100000次以上，比传统电池高10—100倍。
“超级”背后也有短柄
或许任何事物都存在着不完美，超级电容亦不例外，它相对致命的一个弱点就是能量密度很低。所谓的能量密度就是指在一定的空间或质量物质中所储存能量的大小。比如我们经常使用的51号充电电池，如果其毫安时越大，就代表它的能量密度越高。就“能量密度”而言，超级电容无法与锂离子电池相比：在同等尺寸和重量下，锂离子电池储存的能量大约是超级电容的20倍；这意味着如果iPhone5手机使用超级电容作为能量存储装置，其厚度将比现在的尺寸厚两到三英寸。
不过近年来，新型材料的出现，让超级电容有能力提高自身的能量密度。很多科学家将注意力集中到了石墨烯这～神奇的材料上。虽然石墨烯的厚度只是单个石墨原子的厚度，但石墨烯能很快速地传递电子。科研人员早在十年前就能制造出石墨烯，但当时的制造成本十分高昂。现在，研究人员发现激光光束能将氧化石墨这一普通物质转化为石墨烯薄片，能制造出多孔的石墨烯薄片，这对制造超级电容意义重大——多孔石墨烯薄片能被多层叠加在～起，并且每层石墨烯薄片都能灵敏地感应到电场，使用石墨烯制造的超级电容的能量密度是普通超级电容的两到三倍。
超级电容，离我们的生活并不远！
虽然超级电容能量密度低仍没有得到完美解决，但这并没有阻碍超级电容的推广相应用。在目前主流的电池技术上，锂电池和超级电容技术可谓各有长短。锂离子电池能量储存密度高，超级电容的功率储存密度高，如果把二者结合在一起，这样的电池就愈加完美了。
实际上，超级电容作为能快速充电的设备，已经有数十年的历史了。特别是随着技术的成熟，应用已经从军事、航空等领域转向民用领域。比如可用于照相机闪光灯的供电。另外，由于超级电容能够进行高功率的充放电，根据这一特点，超级电容也越来越多地应用到新能源汽车上。
目前超级电容主要应用于纯电或混合动力电动汽车方面，作为能量存储缓冲单元，在汽车减速或停车时制动系统产生的热能转化为电能储存在超级电容模组中，在启动过程中利用超级电容的瞬间大功率特性，带动发动机工作。
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