鋰烯電池是以石墨烯復合納米材料制成正極，以涂層金屬鋰為負極，再使用陶瓷纖維隔膜，滴防燃爆電解液組成，涂層的鋰片抑制了鋰枝晶的生長，陶瓷纖維隔膜可防止意外的枝晶穿透、防燃爆電解液抑制了起火，爆炸的意外發生。

將石墨烯包覆鋰離子正、負極材料技術應用到動力鋰電池上，有望提升目前三元鋰電池單體能量密度（約200瓦時/千克），達到《智能汽車關鍵技術產業化實行方法》提出的2020年車用動力鋰電池能量密度指標300瓦時/千克的目標。

以機械石墨烯為重要新材料制成正極，以涂層金屬鋰為負極，組成鋰烯電池，經過一千多次循環，結果證明，比容量初始最高可達1800mAh/g，100次時穩定在1200mAh/g以上，約等于一般鋰電池的4～5倍。200次時穩定在1100mAh/g，400～00次也一直穩定在1000mAh/g以上，至700～800次，都是在900mAh/g以上，至1100次時，也還有700mAh/g以上的比容量，比一般的鋰電池高出兩三倍。2019年又有了顯著進展，在比容量提升至2700mAh/g以上的同時，也感受到了鋰烯電池的能量還有很大的上升空間。

目前，三星下一代旗艦機型GalaxyS9將使用石墨烯材質電池來取代現有的鋰電池，這類電池可以在12分鐘內完成充滿電，而且可以在高達60攝氏度的環境中保持高度穩定性。這也就使得這一材料電池不僅十分適用于智能手機，還非常適用于電動汽車。

三星研究所已經找到了將石墨烯和二氧化硅大規模結合起來的方法，完成融合的材料被稱為石墨烯球，有著類似爆米花的結構。這種技術既提高了電池的穩定性，又提高了電導率，大大提高了陰極的可循環性和快速充電能力。更重要的是，其能量密度接近800Wh/L，大約和TSLA所使用的鋰電池等相同。

美國俄亥俄州的Nanotek儀器公司利用鋰電池在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性，開發出一種新的電池。這種新的電池可把數小時的充電時間壓縮至短短不到一分鐘，容量大，充電速度快，是石墨烯電池最大的優勢，未來一分鐘快充的石墨烯電池實現產業化后，將帶來電池產業的變革，從而也促使新能源汽車產業的革新。

以動力鋰電池領域為例，石墨烯是具有良好應用前景的鋰動力鋰電池正負極材料。同時，石墨烯聚合材料動力鋰電池的重量僅為傳統動力鋰電池50%，成本將比鋰動力鋰電池低77%。從性能來看，石墨烯鋰動力鋰電池充電一次，耗時也不超過10分鐘。

關于未來新能源汽車動力鋰電池的討論，最靠譜、討論最多的要屬石墨烯動力鋰電池，將一些專業角度的解讀翻譯一下就是：用這種材料結合鋰動力鋰電池有兩種使用方法，一是用石墨烯的復合材料作為鋰動力鋰電池的導電劑，二是直接用作負極，效果都是新增鋰動力鋰電池的活性，從而提升電動汽車的續航里程、充電速度。

目前常見的三元材料鋰動力鋰電池能量密度在180～200mAh/g，而石墨烯聚合材料動力鋰電池的能量密度則可以超過600mAh/g。也就是說，假如將TSLAP85上的動力鋰電池替換為同等重量的石墨烯動力鋰電池，其續航里程將達到約1500km，是原來的3倍。除了能量密度高，石墨烯動力鋰電池的充電速度也要比鋰動力鋰電池快很多，可以有效解決充電時間長的問題。石墨烯動力鋰電池的壽命可以達到鋰動力鋰電池的2倍，采用石墨烯動力鋰電池將能夠有效降低電動汽車的成本，進而提升市場競爭力。