Sowohl Superkondensatoren als auch Batterien sind Energiespeicher. Der Energiespeicherprozess bei Superkondensatoren ist jedoch ein physikalischer Prozess, während die Energiespeicherung in Batterien auf einer chemischen Reaktion beruht – darin besteht ein wesentlicher Unterschied.

Die Leistungseigenschaften von Superkondensatoren sind denen von Batterien überlegen. Sie lassen sich schnell und mit hohem Strom laden und entladen. Die Energiedichte von Batterien ist jedoch höher als die von Superkondensatoren, und Batterien speichern bei gleichem Volumen mehr Energie. Superkondensatoren bestehen aus einem kohlenstoffbasierten Aktivmaterial, leitfähigem Ruß und einem Bindemittel, das als Elektrodenmaterial dient. Mithilfe eines polarisierten Elektrolyten adsorbieren positive und negative Ionen und bilden so eine elektrische Doppelschichtstruktur zur Energiespeicherung. Da bei diesem Speichervorgang praktisch keine chemische Reaktion stattfindet, ist die Lebensdauer sehr lang. Typische Lade- und Entladezyklen erreichen über 500.000. Batterien erreichen deutlich weniger Zyklen: Bleiakkumulatoren etwa 500, Lithiumakkumulatoren 1.000–1.500. Die Lade- und Entladezyklen variieren je nach Batterietyp. Superkondensatoren arbeiten in einem breiteren Temperaturbereich als Batterien (-40 °C bis 65 °C).

Die beiden Energiespeichertypen unterscheiden sich ebenfalls. Superkondensatoren weisen eine geringe Energiedichte auf, ihre hervorragende Zyklenstabilität, Umweltverträglichkeit und hohe Leistungsfähigkeit führen jedoch zu ihrer breiten Anwendung in Notstromversorgungen, Hochfrequenz-Lade- und Entladevorgängen sowie Anwendungen mit hoher Ausgangsleistung. Batterien hingegen besitzen eine hohe Energiedichte, ihre Lebensdauer ist jedoch prinzipbedingt begrenzt. Überladung und Tiefentladung führen zu irreversiblen Schäden und sind nicht umweltfreundlich. Solange es keine Energiespeicherkomponenten gibt, die eine so hohe Energiedichte ersetzen können, werden Batterien (insbesondere Lithium-Ionen-Batterien) wohl noch lange die Zukunft prägen und möglicherweise sogar Benzin und andere Kraftstoffe als Hauptenergiequelle für Fahrzeuge ablösen.

Die Beziehung zwischen den beiden besteht darin, dass die Vorteile der hohen Leistungsabgabe des Superkondensators und der Fähigkeit, hohe Lade- und Entladeströme aufzunehmen, mit der hohen Energiedichte der Batterie kombiniert werden können, um die Batterielebensdauer und die Energieeinsparung von Elektrofahrzeugen zu verbessern.