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1. 电压特性
超级电容器的基本电压特性是额定电压和绝对最大工作电压。
（1）额定电压：又称标称电压，指设计超级电容器时所规定的最高工作电压，通常由电解质的分解电压决定，典型的额定电压为2.7V、3.0V等。
（2）绝对最大工作电压：超级电容器可短时、非重复承受的最高电压。所能承受的时间由制造商提供，通常略高于额定电压。
与电池不同，超级电容器一般可以放电至0V。额定电压为2.7V、额定容量为1F的超级电容器，分别以0.03A、0.10A、0.20A和0.30A电流恒流放电，得到超级电容器恒流放电时间—电压特性曲线，如图2-23所示。从图2-23中可以看出，超级电容器恒流放电时，输出电压随时间线性下降。该超级电容器以0.05W、0.10W、0.30W和0.50W功率恒功率放电，得到超级电容器恒功率放电时间—电压特性曲线，如图2-24所示。
图2-23 超级电容器恒流放电时间—电压特性曲线
图2-24 超级电容器恒功率放电时间—电压特性曲线
2. 容量特性
（1）额定容量：指设计超级电容器时所规定的容量。目前，超级电容器单体的容量为数法拉至数千法拉。
（2）频率—容量特性：超级电容器的时间常数远大于电解电容器，通常为1s左右。因此，当超级电容器在高频纹波电流下工作时，可能出现异常发热。某额定容量为350F、额定电压为2.7V、等效串联电阻的阻值为3.2mΩ的超级电容器的频率—容量特性曲线如图2-25所示。
图2-25 超级电容器的频率—容量特性曲线
（3）工作时间—容量特性：如果超级电容器长期工作在高温下，其有效容量会衰减。影响容量衰减速度的关键因素为温度和工作电压。温度越高，容量衰减越快，通常温度每升高10°C，容量衰减速度会提高一倍；电压越高，容量衰减越快。某超级电容器在65°C最高工作温度下工作，工作电压为2.5V和2.7V，其工作时间—容量特性曲线如图2-26所示。 R C 为有效容量在额定容量中所占的百分比。
图2-26 超级电容器的工作时间—容量特性曲线
在不间断电源（Uninterrupted Power Supply，UPS）等应用场景下，超级电容器通常需要长期处于带压工作状态，必须结合实际工作温度，评估其容量变化状态。
（4）循环次数—容量特性：通常超级电容器的循环寿命远长于锂离子电池。在室温下，某超级电容器分别从2.5V和2.7V以连续电流放电至1.35V，再静置15s，以此为一个循环周期，进行连续测试得到超级电容器的循环次数—容量特性曲线如图2-27所示。可见，从2.7V开始放电，在一百万次循环时，超级电容器的容量才降至额定容量的80%。
图2-27 超级电容器的循环次数—容量特性曲线
3.ESR 特性
（1）等效串联电阻（Equivalent Series Resistance，ESR）：超级电容器并非理想无损耗装置，集流体、电极、隔膜和电解质均存在一定的电阻，当电流通过时，部分能量会转化为热能损失。因此，超级电容器可以等效为理想电容器和电阻的串联，该串联电阻即等效串联电阻。超级电容器等效串联电阻的阻值通常为数毫欧至数十毫欧，容量越大则等效串联电阻的阻值越小。
（2）频率—ESR特性：ESR不是定值，其取决于施加在超级电容器上的电流频率，且随频率升高而减小。超级电容器的频率—ESR特性曲线如图2-28所示。
图2-28 超级电容器的频率—ESR特性曲线
（3）工作时间—ESR特性：如果超级电容器长期带压工作，其ESR会随工作时间的推移而增大。影响ESR增大速度的关键因素为工作电压。某超级电容器在65°C最高工作温度下工作，工作电压为2.5V和2.7V，其工作时间—ESR特性曲线如图2-29所示。 R E 为实时ESR在初始ESR中所占的百分比。
图2-29 超级电容器的工作时间—ESR特性曲线
4. 电流特性
（1）峰值放电电流：指超级电容器短时间内可提供的最大电流。通常定义为在1s内，可将超级电容器电压从额定电压降至额定电压一半的最大电流，即
（2-15）
式中，
为额定电压；
为额定容量；
为最大ESR；
为放电时间，通常定义
=1s。例如，当
=3.0V、
=50F、
=16mΩ时，
=41.67A。
（2）最大连续放电电流：指在容许的温升范围内，超级电容器可提供的连续放电电流，即
（2-16）
式中，
为容许的最大温升；
为热阻（单位为°C/W）。例如，当
=15°C、
=22.89°C/W时，
=6.4A。
（3）漏电流：当为超级电容器施加特定的直流工作电压时，随着时间推移而逐渐变小的充电电流将最终稳定在某值，将该终值电流称为漏电流。漏电流对温度变化非常敏感，随着温度的升高，超级电容器的漏电流将急剧增大。此外，通常容量越大，漏电流越大，范围为数十微安至数毫安。
典型的漏电流测试方法为：在25°C下，对超级电容器施加额定电压，72h后的充电电流即漏电流。
5. 功率密度和能量密度
超级电容器的功率密度和能量密度定义与电池相同。由图2-21可知，超级电容器的功率密度远高于电池，但其能量密度通常不超过10W·h/kg。