從電毛細曲線(見電毛細現象)可知,電極電勢(位元)的數值與介面兩側的過剩電荷密度有關。從這個角度看,電極介面可當成是一個電容器,稱為電極電容。作為最簡單的情況,可認為電極和溶液中的過剩電荷均緊貼地排列在介面兩側,形成類似平板電容器中的電荷分佈。這種情況下的電極電容稱為緊密層電容,或稱亥姆霍茲電容。當良電子導體與濃電解質溶液接觸時,電極電容大致符合這一模型。但若溶液濃度較稀(<0.1摩爾/升)或是電極中的載流子濃度不高(<1020/厘米3),則過剩電荷的分佈具有一定的分散性,相當於存在著和緊密層電容串聯的分散層電容(稀溶液中的)或空間電荷層電容(半導體電極中的)。

  由於電極界面結構的復雜性,電極電容往往不具有線性元件的性質,即電容值與電極電勢(及過剩電荷密度)和界面上的吸附現象有關。電極電容可以有兩種不同的定義:① 積分電容,Ciq/(E-Ez);②微分電容,Cddq/dE,可用交流電橋法或一些暫態方法來測定。由於直接測量的是電極的微分電容,故電極電容一般都是指微分電容。利用不同電勢下電極界面的微分電容值可繪制微分電容曲線(見圖)。

  根據微分電容值的定義,並考慮到當EEzq=0,可以利用下式(即曲線下方用斜線標出的面積)來計算電極電勢為E時的過剩電荷密度q

  因為Cdq的微分函數,故比界面張力(q的積分函數)更敏銳地反映出q的變化。然而,采用微分電容法測定q時所需要的積分常數還是要靠電毛細方法提供,因此兩種方法不可偏廢。

  除用於測量q外,測量電極電容還是研究電極界面上離子和分子吸附的重要手段。當無機離子(特別是陽離子)在電極界面上受特性吸附時,離子電荷可比一般水化離子更接近電極表面,引起電極電容值增大。有機分子則由於具有較大的尺寸和較小的介電常數,在電極界面上吸附時會導致電極電容值減小。根據吸附引起的電容值變化,可以測量發生吸附的電勢區間,計算表面吸附量,以及估計吸附粒子在電極界面上的排列情況。如果知道單位面積電極表面的電容值,還可以通過測量電容值來計算電極(包括多孔體和粉末)的真實表面積。

  測量電極電容最好在理想極化電極上進行。若是在界面上還進行著電化學反應,則由於電極反應的某些組成部分(例如反應粒子的物體傳質步驟)具有一定的時間常數和容抗性質(見交流阻抗技術),會出現附加的“法拉第電容”,幹擾界面電容的測定。另一方面,電極電容的充放電過程也會幹擾暫態測量(見暫態技術)。