在电能不用时如何用电池和电容器储存电能一直是个难题。解决方法就是制造超级电容器或储电式电池。超级电容器是一种连接电池的电化学装置，可用于储存电能。然而，高容量电池在短时间内传送大功率电能会缩短电池的使用寿命。为在短时间内提供大功率电能，超级电容器得以使用。这是因为超级电容器能在短时间内提供大功率电能，如起动任何类型的电动机。超级电容器还可储存高电荷并能快速充电。因此，连接电池的超级电容器能应用于很多领域。

虽然超级电容器和电化学双电层电容器（EDLCs）已有一百年的历史，但是随着储能需求的增大，其性能也得到了不断改进。

由于石墨烯具有弹性和力学性能，科学家正考虑将其用于制造超级电容器内的电极材料以及染料敏化太阳能电池内的透明导电电极。

单层石墨烯还替代了电化学双电层电容器（EDLC）中经常使用的活性炭[施托勒等（Stoller et al.），2008]，因为单层石墨烯比活性炭具有更高的比表面积。通过对单层石墨烯片进行化学改性制造了超级电容器。这种电池展现出高导电性，在水溶液和有机电解质中其比电容分别为135F/g和99F/g。图6.1所示为典型的超级电容器组装原理图。

(www.daowen.com)

图6.1 典型的超级电容器组装原理图

超级电容器可用于电网集成电化学电荷储存，这是因为石墨烯涂层的钝化表面电荷可捕捉并提供理想的电极电解质电化学界面，与无钝化多孔硅电极相比，其能量密度提高了40倍，电化学窗口扩大了2倍。

在未来的5～10年内，科学家们希望不仅将石墨烯微型超级电容器应用于低能耗设备，如锂离子电池、平板电脑（体积显著变小，重量明显变轻）以及石墨烯增强版锂离子电池，还应用于高能耗设备中，如电动汽车。