超级电容储能作为一种新型储能技术，在电力系统调频领域有着独特的优势。目前最常用的超级电容储能技术主要是EDLC 和HUC。
EDLC 以多孔碳材料为正负极活性物质，并与导电剂、黏结剂等混合后，均匀涂布于铝箔集流体上。其工作原理是电解液中阴阳离子在正负极多孔碳材料表面发生可逆的吸附与脱附，如图(a)所示。该过程是物理过程，不涉及氧化还原反应。
而HUC 则由具有不同储能机理的正负极构成，其一侧电极采用高比表面积多孔碳材料，主要通过离子在电极表面的吸附/脱附实现电容型储能；另一侧电极采用锂氧化物等电池型材料，锂离子在其中发生嵌入/脱出反应，实现化学储能。两类电极材料分别与导电剂、黏结剂混合后，均匀涂布于金属集流体上，构成非对称结构器件。其工作原理如图（b）所示。
值得注意的是，HUC 虽在器件结构上与锂离子电池具有一定相似性，但其核心差异体现在储能机理层面：如图（b）所示，HUC 在一侧电极中通过离子表面吸附/脱附实现电容型储能，而在另一侧电极中通过锂离子嵌入/脱出实现电池型储能；相比之下，锂离子电池的正负极均依赖嵌入型化学反应完成能量存储。正是这种“物理-化学”协同机制，使HUC 兼具高功率密度和长循环寿命，更适用于频繁充放电工况。
针对电力系统调频的不同时间尺度需求，这两种超级电容器储能技术呈现出明确的适用场景划分。
具体而言，EDLC 凭借其超快的功率响应特性，主要适用于秒级（t≤30 s）的一次调频场景；HUC 则在能量密度与功率密度之间取得了更好的平衡，典型应用于分钟级（5 min≤t≤15 min）的二次调频场景。通过将超级电容与锂电池结合，构成混合储能系统，能充分发挥前者高功率与后者高能量的优势，实现对一次、二次乃至三次调频的全场景覆盖，从而提供最为全面灵活的调频解决方案。
目前 EDLC 和锂离子电池作为高功率储能器件已实现广泛应用。基于实验室测试结果，测定超级电容器与锂电池的关键性能参数如表1 所示。
HUC 在能量密度（70～120 Wh/kg）、功率密度（>4 kW/kg）及循环寿命（>10 万次）等关键指标上实现了最佳平衡。相较于锂电池，HUC 的功率密度与循环寿命具有数量级优势，这使其能够胜任频繁、快速的充放电操作；而与 EDLC 相比，其能量密度又提升了一个数量级，足以支撑分钟级的能量需求。因此，HUC 在技术性能上天然契合火电机组二次调频的应用场景。
文章来源：解国强, 许霖帆, 吕岚春, 等. 混合型超级电容器在火电调频场景中的应用技术 [J]. 南方能源建设, 2026, 13(4): 168-177.