超级电容器活性炭应用开发，展现了与电池媲美的可能性，既可以充放电率高，也可以非常实惠的生产处理。电容器是类似于电化学电池的能量存储介质。与其他能源解决方案（如化石燃料）相比，大多数电池能够储存大量的能源相对来说效率较低。通常说，1kg电化学电池能够产生比1升汽油少得多的能量；但这种计算比较是非常模糊的，在数学上不合逻辑，应该被忽略。事实上，一些电化学电池可以相对有效的产生能量，但是在商业和工业应用（例如运输）中替代化石燃料的电池的主要限制因素并没有得到解决，主要是充电时间慢。所以，到最后才发现新材料超级电容器活性炭。
超级电容器里面为什么要加活性炭呢？理由如下：
超级电容器里加活性炭能够容纳数百倍标准电容器的电荷量，因此适用于许多工业和商业应用中的电化学电池的替代。超级电容活性炭可以在非常低的温度工作，这种情况可以防止许多类型的电化学电池停止工作。由于这些原因，加入活性炭材料的超级电容器已经被用于应急无线电和手电筒中，其中能够动态地产生能量（例如通过缠绕手柄），然后存储在用于装置的超级电容器中使用。
传统的电容器由两层由绝缘体隔开的导电材料（最终变成带正电荷和带负电荷的）组成。超级电容活性炭可以容纳的电荷量是指导体的表面积，两个导体之间的距离以及绝缘体的介电常数。超级电容活性炭在不含固体绝缘体的事实上略有不同。相反，电池中的两个导电板涂覆有多孔材料，常见的是活性炭，并将电池浸入电解质溶液中。多孔材料具有非常高的表面积（1克活性炭估计表面积可以等于足球场的表面积），在这里活性炭的比表面积越大效果越好，一般采用3000以上平方米/每克的超级电容专用活性炭，并且由于超级电容器的电容由两层之间的距离和多孔材料的表面积可以实现非常高的电荷含量。
虽然超级电容活性炭能够比标准电容器储存更多的能量，但它们在承受高电压的能力方面受到限制。电解电容器能够以数百伏特运行，但超级电容活性炭通常限制在约5伏特。然而，只要系列设计和控制得当，就可以设计出一个超级电容器链在高电压下运行。
锂离子电池就是通过使用活性炭作为负极材料，代替充电反应方面还存在问题的金属锂负极，保留了一次锂电池能量密度大、电压高的优点，同时极大的提高了循环使用寿命和安全性能，形成了性能优良的二次锂电池。通过调控高比表面积活性炭的孔径分布，提高对锂离子的表面吸附性能，从而获得很高的能量密度，并且大大提高充放电速率，有望开发出更高能量密度的锂离子电池。