ทั้งตัวเก็บประจุยิ่งยวดและแบตเตอรี่ต่างก็เป็นอุปกรณ์เก็บพลังงาน แต่กระบวนการเก็บพลังงานของตัวเก็บประจุยิ่งยวดเป็นกระบวนการทางกายภาพ ในขณะที่การเก็บพลังงานของแบตเตอรี่เป็นกระบวนการปฏิกิริยาทางเคมี ซึ่งทั้งสองมีความแตกต่างกันอย่างสำคัญ

คุณสมบัติด้านพลังงานของซูเปอร์คาปาซิเตอร์ดีกว่าแบตเตอรี่ ซึ่งสามารถชาร์จและคายประจุได้อย่างรวดเร็วด้วยกระแสไฟฟ้าสูง ความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่สูงกว่าซูเปอร์คาปาซิเตอร์ และพลังงานที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่ภายใต้ปริมาตรเดียวกันนั้นมากกว่า ซูเปอร์คาปาซิเตอร์เป็นวัสดุแผ่นอิเล็กโทรดที่ผสมวัสดุแอคทีฟคาร์บอน บวกกับผงคาร์บอนนำไฟฟ้าและสารยึดเกาะ โดยใช้อิเล็กโทรไลต์แบบมีขั้วเพื่อดูดซับไอออนบวกและลบในอิเล็กโทรไลต์ ทำให้เกิดโครงสร้างชั้นไฟฟ้าคู่สำหรับการเก็บพลังงาน กระบวนการเก็บพลังงานโดยพื้นฐานแล้วไม่เกิดปฏิกิริยาเคมี ดังนั้นอายุการใช้งานจึงยาวนานมาก จำนวนครั้งในการชาร์จและคายประจุโดยทั่วไปจะมากกว่า 500,000 ครั้ง ในขณะที่แบตเตอรี่มีจำนวนครั้งในการชาร์จและคายประจุน้อยกว่ามาก แบตเตอรี่ตะกั่วกรด 500 ครั้ง แบตเตอรี่ลิเธียม 1,000-1,500 ครั้ง จำนวนครั้งในการชาร์จและคายประจุของแบตเตอรี่แต่ละประเภทไม่เท่ากัน ซูเปอร์คาปาซิเตอร์ทำงานในช่วงอุณหภูมิที่กว้างกว่าแบตเตอรี่ คือ -40 ถึง 65 องศาเซลเซียส

การใช้งานของทั้งสองอย่างก็แตกต่างกัน ตัวเก็บประจุยิ่งยวดมีความหนาแน่นพลังงานต่ำ แต่มีประสิทธิภาพการใช้งานที่ดีเยี่ยม เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และมีกำลังสูง ทำให้มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในระบบสำรองไฟ การชาร์จและการคายประจุความถี่สูง การจ่ายพลังงานสูง และโอกาสอื่นๆ ในขณะที่แบตเตอรี่มีความหนาแน่นพลังงานสูง แต่หลักการทำงานของมันเองจำกัดอายุการใช้งาน และการชาร์จเกินและการคายประจุเกินจะทำให้เกิดความเสียหายที่ไม่สามารถแก้ไขได้ และไม่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม อย่างไรก็ตาม ในเมื่อยังไม่มีส่วนประกอบการจัดเก็บพลังงานใดที่สามารถทดแทนความหนาแน่นพลังงานสูงเช่นนั้นได้ อนาคตก็ยังคงเป็นโลกของแบตเตอรี่ (แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน) ไปอีกนาน และอาจเข้ามาแทนที่น้ำมันเบนซินและเชื้อเพลิงอื่นๆ กลายเป็นแหล่งพลังงานหลักสำหรับยานยนต์ในที่สุด

ความสัมพันธ์ระหว่างทั้งสองคือ ข้อดีของกำลังไฟฟ้าสูงของซูเปอร์คาปาซิเตอร์และความสามารถในการรับกระแสไฟฟ้าสูงทั้งในการชาร์จและการคายประจุ สามารถนำมาผสานกับความหนาแน่นพลังงานสูงของแบตเตอรี่ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงอายุการใช้งานของแบตเตอรี่และประหยัดพลังงานสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าได้