초고용량 커패시터와 배터리는 모두 에너지 저장 장치입니다. 하지만 초고용량 커패시터의 에너지 저장 과정은 물리적 과정이고, 배터리의 에너지 저장 과정은 화학 반응 과정이라는 점에서 본질적인 차이가 있습니다.

슈퍼커패시터는 배터리보다 전력 특성이 우수하여 대전류로 빠르게 충방전할 수 있습니다. 하지만 배터리의 에너지 밀도는 슈퍼커패시터보다 높으며, 동일 부피에서 배터리가 저장할 수 있는 에너지 용량도 더 큽니다. 슈퍼커패시터는 탄소 기반 활성 물질에 전도성 카본 블랙과 바인더를 혼합한 전극 시트 소재로 만들어지며, 분극된 전해질을 이용하여 전해질 내의 양이온과 음이온을 흡착시켜 이중 전기층 구조를 형성하여 에너지를 저장합니다. 에너지 저장 과정에서 화학 반응이 거의 일어나지 않기 때문에 수명이 매우 길고, 일반적인 충방전 횟수는 50만 회 이상에 달합니다. 반면 배터리의 충방전 횟수는 납축전지의 경우 500회, 리튬 배터리의 경우 1,000~1,500회 정도로 훨씬 적습니다(배터리 종류에 따라 충방전 횟수는 다를 수 있습니다). 또한 슈퍼커패시터는 배터리보다 넓은 작동 온도 범위인 -40~65도에서 작동합니다.

두 에너지원의 용도도 다릅니다. 슈퍼 커패시터는 에너지 밀도는 낮지만 뛰어난 사이클 수명, 환경 친화성, 고출력 덕분에 백업 전원 공급, 고주파 충방전, 고출력 출력 등 다양한 분야에서 널리 사용됩니다. 반면 배터리는 에너지 밀도가 높지만 원리상 수명이 제한적이며 과충전 및 과방전 시 돌이킬 수 없는 손상을 입히고 환경 친화적이지 않습니다. 그러나 이처럼 높은 에너지 밀도를 가진 배터리를 대체할 수 있는 에너지 저장 장치가 아직 개발되지 않은 상황에서, 미래에도 배터리(리튬 이온 배터리)는 오랫동안 주류를 이룰 것이며, 나아가 휘발유 등의 연료를 대체하여 차량 운동 에너지의 주류로 자리 잡을 가능성도 있습니다.

슈퍼커패시터의 높은 출력과 고전류 충방전 능력이라는 장점을 배터리의 높은 에너지 밀도와 결합하여 전기 자동차의 배터리 수명 향상 및 에너지 절약을 실현할 수 있다는 것이 이 둘의 관계입니다.