超级电容器（又称电化学电容器）是一种介于传统电容器和电池之间的储能器件，凭借其独特的工作原理（主要是双电层储能和赝电容效应）在特定领域具有显著优势，但也存在局限性。以下是其主要优缺点：

优点：

1. 超高功率密度：
   这是其最突出的优点。能在极短时间内（秒级）快速充放电，提供或吸收大功率电流。尤其适合需要瞬间爆发能量的场合（如车辆起步加速、制动能量回收）。

2. 超长循环寿命：
   可进行数十万次（通常可达10万次至百万次以上）的充放电循环，性能衰减极小。远高于绝大多数电池（通常几千次循环）。维护成本低。

3. 充放电速度快：
   仅需数秒至数分钟即可完成充电（取决于具体设计和容量），无需像电池那样需要长时间慢充。其充放电过程主要是物理性的电荷吸附/脱附，而非电池的化学反应。

4. 宽工作温度范围：
   可在较低（-40°C 至 -50°C）和较高（+60°C 至 +70°C）的温度下有效工作，比许多电池在极端温度下表现更稳定可靠。

5. 高效率：
   充放电过程能量损失很小（内阻低），充放电效率通常高达95%以上。特别在快速充放电循环中能量利用效率高。

6. 环境友好：
   主要材料是碳、金属氧化物、导电聚合物等，相比含重金属和强酸的电池，其生产、使用和回收过程对环境影响相对较小。

缺点：

1. 能量密度低（核心缺点）：
   单位体积或重量所能储存的能量远低于电池（通常只有锂离子电池的1/5到1/10）。这意味着储存相同能量时，体积和重量会显著更大。不适合需要长时间持续供电的场景。

2. 单体电压低：
   每个超级电容单体的标称电压通常只有2.5V至3.0V左右（水基电解质更低）。为达到应用所需的更高电压，需将多个单体串联使用。这带来了均压问题（需额外电路）和体积增加。

3. 高自放电率：
   充满电后如长时间放置，其电压会以相对较高的速度下降（一天或几天内可能下降10%-20%，甚至更高）。需要额外电路（如涓流充电）来维持电压或及时补充能量。不适合长期备用电源（如应急灯）。

4. 成本较高：
   尽管成本在持续下降，但单位能量存储（Wh）的成本仍显著高于铅酸电池等传统电池。材料（如活性炭、电解质）和制造工艺是主要原因。

5. 对电压敏感：
   必须在额定的最高工作电压以内使用。过压会导致电解液分解、产气、性能衰减甚至失效。需要精确的电压管理和保护电路。

6. 能量释放特性：
   其放电电压与电荷量基本呈线性关系（电压下降较快），而电池通常在大部分放电时间内保持相对平稳的电压（存在一个电压平台）。这意味着超级电容器在放电后期能提供的功率会下降，对于需要恒压供电的应用可能不太理想。

总结：

超级电容器是高功率、快充放、长寿命、耐宽温、高效率的理想器件，在需要瞬间大功率、频繁启停、快速充放电循环的场景中（如车辆启停和制动能量回收、电梯/起重机能量回收、电力系统功率补偿、备用电源提供短时高峰值功率、再生制动系统）优势明显。

但其低能量密度和高成本决定了它不适合单独作为需要长时间持续供电（如手机、电动车长续航）的主要能源。常作为功率型器件与能量型电池（如锂电池）配合使用（构成混合储能系统），取长补短。

在实际应用中，选择超级电容器还是电池，需根据对功率、能量、成本、体积、重量、寿命、环境条件等的具体要求综合权衡。