双面涂层电极由活性导电碳、碳纳米管或碳??凝胶形式的石墨碳制成。称为分离器的多孔纸膜将电极分开，但允许正离子通过，同时阻挡较大的电子。纸质隔板和碳电极都浸有液体电解质，两者之间使用铝箔作为集电器，与超级电容器焊片进行电气连接。
碳电极和隔板的双层结构可能非常薄，但当盘绕在一起时，它们的有效表面积可达数千平方米。那么为了增加超级电容器的电容，很明显我们需要增加接触表面积A（以 m 2为单位）而不增加电容器的物理尺寸，或者使用特殊类型的电解质来增加可用的正离子以增加电导率。然后超级电容器成为的能量存储设备，因为它们的电容值高达数百法拉，由于非常小的距离d或它们的板和电极的分离高表面积A用于在 a 的表面上形成形成双层的电解离子层。这种结构有效地创建了两个电容器，每个碳电极一个，为超级电容器提供了“双层电容器”的第二个名称，形成了两个串联的电容器。
然而，这种小尺寸的问题是电容器两端的电压只能非常低，因为超级电容器电池的额定电压主要由电解液的分解电压决定。然后，典型的电容器电池的工作电压在 1 到 3 伏之间，具体取决于所使用的电解质，这会限制它可以存储的电能。
为了以合理的电压存储电荷，必须串联超级电容器。与电解电容器和静电电容器不同，超级电容器的特点是端电压低。为了将额定端电压增加到几十伏，超级电容器单元必须串联或并联以实现更高的电容值，如图所示。
增加超级电容器的价值
其中：V CELL为一节电池的电压，C CELL为一节电池的电容。
由于每个电容器单元的电压约为 3.0 伏，将更多电容器单元串联在一起会增加电压。而并联更多的电容器单元将增加其电容。然后我们可以将超级电容器组的总电压和总电容定义为：
其中：M是列数，N是行数。另请注意，与电池一样，超级电容器和超级电容器具有定义的极性，正极端子标记在电容器主体上。
