双电层电容器储存能量的方式与传统电容器大致相同，即通过电荷分离。两者主要的区别是，双电层电容通过利用高表面积的多孔材料，获取更高的容量值；这一点与传统电容器常见的二维平面板储能不同。

双电层电容器(法拉电容)可以存储比常规电容器更多的能量（多几个数量级），这由于下列因素：

1）更多量的电荷可以存储在高度扩展的电极表面（由大量的孔隙内表面积电极材料产生）。

2）电极和电解液相间的双电层的厚度很薄。

EDLC超级电容器的结构类似于一个电池有两个电极浸入在电解液中，电极之间有一个离子可以渗透的隔膜防止短路（图a）。在充电状态下，电解液阴离子和阳离子分别向正电极和负电极移动，在电极-电解质界面产生两个双电层。离子的分离也导致整个单元组件产生电位差（图b）。每个电极-电解质界面代表了一个电容器，整个组件可以看成串联的两个电容器。

(b) 充电状态下电化学电容器的典型电势分布

电解液

EDLCs中可使用的电解液分为三大类：（一）水溶液；（二）溶解于有机溶剂中的盐；（三）离子液体（ILS）。每个电解液系统的优点和缺点见汇总表2.2。

虽然早期的双电层电容器是水系，采用有机电解液以获得更高的工作电压和更大的比能量渐成趋势。因此，实现单体高电压的另一个优点是可以减少为了获得高电压模块（通过单体串联）时所需的单体数量。这也将部分抵消有机体系单体的高成本，减少电压平衡电路的负担，以及提高可靠性。

电极材料

EDLC利用了碳材料的众多和经常被引用的特性，包括良好的化学稳定性，良好的电导率，来源丰富，较低的成本。碳材料很早就被应用到储能装置的电极中，主要是作为导电添加剂，活性物质的支持材料，电子转移催化剂，插层容器，实现电流传导，热传递，孔隙率控制，表面积和容量控制。双电层电容器中碳基超级电容器的最终性能与碳电极的物理和化学特性密切相关。从传统的活性炭到更复杂的碳纳米管（CNT），经各种炭化和活化过程而成的大量碳材料，都可以作为EDLCs电极材料。