隔膜可以起到分隔超级电容器正负极的作用，使正负极所储存的不同种电荷不会因接触而相互中和，但是，隔膜不能阻止电解液中正负离子的自由移动。隔膜要求有高热稳定性能、化学稳定性（高纯度和材料的电化学稳定性）、对电解液的化学惰性和高孔隙率[12]。此外，隔膜在超级电容器中是一个非活性材料，隔膜的厚度尽可能地薄且成本一定要低，其最小尺寸为下面原因所限制：

1）自由的碳颗粒会引发电化学短路风险。

2）机械强度适中以便缠绕过程顺利。

(2)超级电容器的工作原理

超级电容器根据不同的工作原理可以分为双电层超级电容器和法拉第赝电容超级电容器两类[13]。

①双电层电容器超级电容器在充电时的工作原理与普通电容器的工作原理大致相同，当两电极板两端有稳定电压时，此时正极带正电，负极带负电，不同的是由于电场力的作用，作为补偿，在电极-电解液界面带有反向电荷，即正极带负电荷，负极带正电荷，形成双电层；

充电结束后，电极所带电荷与溶液中的相反电荷相互吸引，使双电层更加稳定；放电过程中，电子从负极流向正极，在外电路中产生电流，电极-电解液界面电荷重新回到电解液中，呈电中性[14]。

②法拉第赝电容超级电容器充电过程中，由于外加电场的作用，电解液中的离子（一般为H+、OH-）扩散到电极-电解液界面处，在电极材料表面或内部发生了欠电位沉积或氧化还原反应，若电极的活性氧化物比表面积很大，则可以储存很多的电荷；放电过程中，离子重新回到电解液中，电荷通过外电路释放出来[15]。如图：

(3)超级电容器的特点

(1)超级电容器具有更大的电容储存量，电容量可达法拉级，使得其可在交通、工业等方面得到应用；

(2)相比于蓄电池充放电速度快，充电10s～10min可达到其额定容量的95%以上[15]；(3)超级电容的循环寿命可达106次，使用寿命长[16]；(4)功率密度高，是一般蓄电池的十倍；(5)超级电容器电路结构简便，可靠性高，几乎不需要维护；

1.1.3新型储能器件的研究

(1)蓄电池储能

铅酸蓄电池最早是由法国人普兰特在1895年发明的，自铅酸蓄电池发明以后，由于它生产技术成熟，工艺操作简单且价格低廉和稳定性高得到广泛的应用[17]。近年来，蓄电池的发展有了巨大的突破，其能量密度，使用寿命和高倍率放电性能得到了巨大的进步。然而，铅酸蓄电池的所带来的环境污染问题依旧无法避免，以及蓄电池的维护十分繁重，因此，铅酸蓄电池的替代品研究开发成为近二十年的研究热点。

(2)超导磁能

20世界70年代导磁储能—SEMS(SuperconductingMagneticEnergyStorage)的概念首次被提出，由于其优异的储能能力被期望可以作为平衡电力系统日负荷曲线的储能装置[18]。SEMS具有储能大、环境友好、简易等特点，但是，其稳定性不足以及电能质量任然需要改善。SMES系统一般由超导磁体、低温系统、功率调节系统和监控系统等几个部分组成。

(3)飞轮储能

20世纪70年代，飞轮由于它优异的储能密度和环境友好被应用开发。飞轮储能系统主要包括转子系统，轴承系统和转换能量系统三个部分组成[19]。近十年来，一大批新技术和复合材料的蓬勃发展，如碳素复合纤维材料、高温超导技术和电子技术等，使得限制飞轮储能发展的一些不利因素得以解决，飞轮储能得到了巨大的发展。飞轮储能在国防工业、汽车工业、电力工业等方面都有巨大的应用前景。

(4)超级电容器储能