O que você observou é chamado de "absorção dielétrica" ou "fenômeno da tensão de recuperação".
É causada por tipo de ínteros dos dipolos (íons) no eletrólito durante o carregamento e o descarregamento.
Da wikipedia :
Absorção dielétrica é o nome dado ao efeito pelo qual um capacitor, carregado há muito tempo, descarrega apenas incompletamente quando descarregado brevemente. Embora um capacitor ideal permaneça a zero volts após ser descarregado, os capacitores reais desenvolverão uma pequena tensão devido à descarga de dipolo atrasada, um fenômeno que também é chamado de relaxamento dielétrico, "imersão" ou "ação da bateria". Para alguns dielétricos, como muitos filmes de polímeros, a voltagem resultante pode ser inferior a 1-2% da voltagem original, mas pode ser de até 15% para capacitores eletrolíticos.
Mais distante:
Quando o capacitor está descarregando, a força do campo elétrico diminui e a orientação comum dos dipolos moleculares está retornando a um estado não direcionado em um processo de relaxamento. Devido à histerese, no ponto zero do campo elétrico, um número dependente de material de dipolos moleculares ainda é polarizado ao longo da direção do campo sem que uma tensão mensurável apareça nos terminais do capacitor. Isto é como uma remanência elétrica.
De uma nota da Mouser
7 Tensão de recuperação
Quando um capacitor é carregado e descarregado com os dois terminais em curto-circuito e, em seguida, deixa os terminais abertos por um tempo, uma voltagem no capacitor aumenta espontaneamente novamente. Isso é chamado de "fenômeno da tensão de recuperação". O mecanismo para esse fenômeno pode ser interpretado da seguinte maneira:
Quando carregado com uma tensão, o dielétrico produz algumas mudanças elétricas no interior e, em seguida, o interior do dielétrico é eletrificado com as polaridades opostas (polarização dielétrica). A polarização dielétrica ocorre nos dois modos de proceder rápida e lentamente. Quando um capacitor carregado é descarregado até que a tensão no capacitor desapareça e, em seguida, deixando os terminais abertos, a polarização lenta descarrega dentro do capacitor e aparece como tensão de recuperação. (Fig. 28).