特斯拉CEO馬斯克在接受英國汽車雜志采訪時表示，目前正在研究高性能電池，特斯拉汽車很快將能行駛805公里，相比目前上升近70%。特斯拉對電池技術的革新，將引發市場對提升鋰離子電池能量密度材料的關注。石墨烯具有高導電性和良好的柔韌性，是柔性儲能器件的理想候選材料之一。

柔性屏、鋰離子電池、超級電容是石墨烯短時間最具吸引力的三個應用領域。（1）柔性屏將給消費電子領域帶來革命性變化，手機與平板電腦實現完美統一；（2）石墨烯可用于鋰離子電池的負極復合材料和導電添加劑，鋰離子電池比容量可以從370mAh/g提升到540mAh/g，同時大幅提升電池充放電速度；（3）超級電容器的正負極換成石墨烯后（原為石墨），可大幅提高其比電容密度和額定電壓，同時降低電容器的等效電阻。

有關鋰離子電池而言，電極材料是決定其能量密度的關鍵因素。目前鋰離子電池負極材料的重要種類有天然石墨（59%），人造石墨（30%），中間相炭微球（8%）及其他類型（3%），石墨類負極材料仍然占據主流地位。由于現有技術限制，當前主流負極材料（如人造石墨、中間相碳微球等）并不能大幅提高鋰離子電池能量密度，負極材料市場急需高效的新型材料。

公開資料顯示，近年來石墨烯等新型負極材料的研發與應用，開始受到業內的關注。石墨烯是一種新型材料，是已知材料中最薄的一種。由于它的電阻率低，電子遷移的速度極快，表面積大和電性能良好，被科學家認為是鋰離子電池的理想電極材料。

研究證明，將石墨烯應用于鋰離子電池負極材料中，可以大幅度提高負極材料的電容量和大倍率充放電性能。石墨烯可阻止復合材料中納米粒子的團聚，緩解充放電過程中的體積效應，延長材料的循環壽命。粒子在石墨烯表面的附著，可減少材料形成SEI膜過程中與電解質反應的能量損失。

近年來，國內高校和研究機構進行了石墨烯材料的研究工作，公司也開始推進石墨烯負極材料的產業化進程。2011年十一月，常州第六元素材料科技股份有限公司成立，將生產用于鋰離子電池負極材料的石墨烯。2012年四月，大連麗昌新材料有限公司建成了全自動石墨烯負極材料生產線，年產量達300噸。機構預計，隨著石墨烯技術的突飛猛進，石墨烯的特性將提升鋰離子電池的能量密度，進而解決電動汽車的續航里程問題。