超級(jí)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(shí)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(chǔ)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(chǔ)存大量的能源相對(duì)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(jì)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(shí)上，一些電化學(xué)電池可以相對(duì)有效的產(chǎn)生能量，但是在商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用（例如運(yùn)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(shí)間慢。所以，到最后才發(fā)現(xiàn)新材料超級(jí)電容器活性炭。
超級(jí)電容器里面為什么要加活性炭呢？理由如下：
超級(jí)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(jí)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(jí)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(dòng)態(tài)地產(chǎn)生能量（例如通過纏繞手柄），然后存儲(chǔ)在用于裝置的超級(jí)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(jí)電容活性炭可以容納的電荷量是指導(dǎo)體的表面積，兩個(gè)導(dǎo)體之間的距離以及絕緣體的介電常數(shù)。超級(jí)電容活性炭在不含固體絕緣體的事實(shí)上略有不同。相反，電池中的兩個(gè)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(jì)表面積可以等于足球場(chǎng)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(jí)電容專用活性炭，并且由于超級(jí)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(shí)現(xiàn)非常高的電荷含量。
雖然超級(jí)電容活性炭能夠比標(biāo)準(zhǔn)電容器儲(chǔ)存更多的能量，但它們?cè)诔惺芨唠妷旱哪芰Ψ矫媸艿较拗啤ｋ娊怆娙萜髂軌蛞詳?shù)百伏特運(yùn)行，但超級(jí)電容活性炭通常限制在約5伏特。然而，只要系列設(shè)計(jì)和控制得當(dāng)，就可以設(shè)計(jì)出一個(gè)超級(jí)電容器鏈在高電壓下運(yùn)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(diǎn)，同時(shí)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(duì)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。