Tanto os supercapacitores quanto as baterias são componentes de armazenamento de energia. No entanto, o processo de armazenamento de energia em supercapacitores é um processo físico, enquanto o armazenamento de energia em baterias é um processo de reação química; existe uma diferença essencial entre os dois.

As características de potência do supercapacitor são superiores às da bateria, permitindo carregamento e descarregamento rápidos com alta corrente. A densidade de energia da bateria é maior que a do supercapacitor, e a energia armazenada pela bateria, no mesmo volume, é superior. O supercapacitor é um material de eletrodo composto por um material ativo à base de carbono, negro de carbono condutor e um aglutinante. Utilizando um eletrólito polarizado para adsorver íons positivos e negativos, forma uma estrutura de dupla camada elétrica para armazenamento de energia. O processo de armazenamento de energia praticamente não envolve reações químicas, resultando em uma vida útil muito longa, com ciclos de carga e descarga que geralmente ultrapassam 500.000 vezes. Os ciclos de carga e descarga das baterias são consideravelmente menores: 500 ciclos para baterias de chumbo-ácido e de 1.000 a 1.500 ciclos para baterias de lítio. A variação nos ciclos de carga e descarga pode ser observada entre diferentes tipos de baterias. Os supercapacitores operam em uma faixa de temperatura mais ampla que a das baterias, de 40 a 65 graus Celsius.

O uso dos dois também difere: o supercapacitor tem baixa densidade de energia, mas seu excelente desempenho em ciclos, proteção ambiental e alta potência o tornam amplamente utilizado em fontes de alimentação de reserva, carga e descarga de alta frequência, saída de alta potência e outras aplicações. Já a bateria tem alta densidade de energia, mas seu princípio de funcionamento limita sua vida útil, e sobrecargas e descargas excessivas causam danos irreversíveis, além de não serem ecologicamente corretas. No entanto, na ausência de componentes de armazenamento de energia que possam substituir essa alta densidade energética, o futuro ainda pertence às baterias (baterias de íon-lítio) por um longo tempo, podendo até mesmo substituir a gasolina e outros combustíveis, tornando-se a principal fonte de energia cinética para veículos.

A relação entre os dois reside no fato de que as vantagens da alta potência de saída do supercapacitor e a capacidade de aceitar altas correntes de carga e descarga podem ser combinadas com a alta densidade de energia da bateria, resultando em uma melhoria na vida útil da bateria e na economia de energia dos veículos elétricos.