特斯拉CEO马斯克在接受英国汽车杂志采访时表示，目前正在研究高性能电池，特斯拉汽车很快将能行驶805公里，相比目前上升近70%。特斯拉对电池技术的革新，将引发市场对提升锂离子电池能量密度材料的关注。石墨烯具有高导电性和良好的柔韧性，是柔性储能器件的理想候选材料之一。
柔性屏、锂离子电池、超级电容是石墨烯短时间最具吸引力的三个应用领域。（1）柔性屏将给消费电子领域带来革命性变化，手机与平板电脑实现完美统一；（2）石墨烯可用于锂离子电池的负极复合材料和导电添加剂，锂离子电池比容量可以从370mAh/g提升到540mAh/g，同时大幅提升电池充放电速度；（3）超级电容器的正负极换成石墨烯后（原为石墨），可大幅提高其比电容密度和额定电压，同时降低电容器的等效电阻。
有关锂离子电池而言，电极材料是决定其能量密度的关键因素。目前锂离子电池负极材料的重要种类有天然石墨（59%），人造石墨（30%），中间相炭微球（8%）及其他类型（3%），石墨类负极材料仍然占据主流地位。由于现有技术限制，当前主流负极材料（如人造石墨、中间相碳微球等）并不能大幅提高锂离子电池能量密度，负极材料市场急需高效的新型材料。
公开资料显示，近年来石墨烯等新型负极材料的研发与应用，开始受到业内的关注。石墨烯是一种新型材料，是已知材料中最薄的一种。由于它的电阻率低，电子迁移的速度极快，表面积大和电性能良好，被科学家认为是锂离子电池的理想电极材料。
研究证明，将石墨烯应用于锂离子电池负极材料中，可以大幅度提高负极材料的电容量和大倍率充放电性能。石墨烯可阻止复合材料中纳米粒子的团聚，缓解充放电过程中的体积效应，延长材料的循环寿命。粒子在石墨烯表面的附着，可减少材料形成SEI膜过程中与电解质反应的能量损失。
近年来，国内高校和研究机构进行了石墨烯材料的研究工作，公司也开始推进石墨烯负极材料的产业化进程。2011年十一月，常州第六元素材料科技股份有限公司成立，将生产用于锂离子电池负极材料的石墨烯。2012年四月，大连丽昌新材料有限公司建成了全自动石墨烯负极材料生产线，年产量达300吨。机构预计，随着石墨烯技术的突飞猛进，石墨烯的特性将提升锂离子电池的能量密度，进而解决电动汽车的续航里程问题。
