石墨烯结构一直被认为是理论模型，难以单独稳定存在，直到2004年英国曼彻斯特大学的物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫通过简单的“机械剥离法”，利用“胶带”从石墨表面“撕”出了单层的碳材料——石墨烯，证实了它可以单独存在。
这两位科学家也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”，摘得了2010年诺贝尔物理学奖的桂冠。
21世纪的神奇材料石墨烯可以用来做什么？
石墨烯是目前已知的世界上最薄、最强、导热性最好且拥有强大柔韧性的纳米材料：它可以薄到只有一个碳原子的厚度，1毫米厚的石墨薄片能剥离出300万片石墨烯；它的强度比钢还要高100倍；它也有优异的导电性；还具有在可见光下透明但不透气等特殊的性质。
由于身怀诸多“绝技”，“出世”仅10多年的石墨烯已引无数科学家竞折腰，不愧为新材料家族的“高帅富”。它可用来制造透明触摸屏、超灵敏的传感器、电池、发光二极管（LED）等；还可用来制造防弹衣、航天材料；并有可能成为硅的替代品，在半导体领域“大显身手”。
目前，在市场上，以特斯拉为代表的电动车已成为爱车人士眼中的“香饽饽”，但电池是高性能电动汽车最为昂贵的部分。而且，智能手机、相机、游戏机等也都需要大量的锂电池。
由于石墨烯极高的比表面积（指单位质量物料所具有的总面积），因此化学反应速度和材料利用率更高，而且，石墨烯极佳的导电和导热性能也有利于锂离子的扩散传输，使锂离子可以在石墨烯表面和电极之间快速大量地穿梭运动，借此特性研制出的石墨烯锂电池，能将几小时的充电时间缩短为几分钟。
据西班牙《世界报》2014年报道，西班牙Graphenano公司同科尔瓦多大学合作研究出首例石墨烯聚合材料电池，其储电量是目前市场最好产品的3倍。用此电池提供电力的电动车最多能行驶1000千米，而其充电时间不到8分钟。而且，这种电池的使用寿命是传统氢化电池的4倍、锂电池的2倍。另外，因石墨烯天生轻盈，此电池的重量仅为传统电池的一半，使装载该电池的汽车更加轻量化，进而提高了汽车的燃油效率。
21世纪的神奇材料石墨烯可以用来做什么？
石墨烯超级电容器电池
虽然这款电池优点多多，但并不“傲娇”，Graphenano公司相关负责人称，此电池的成本将比传统锂电池低77%，完全在消费者承受范围之内。
另外韩国财经杂志《BusinessKorea》网络版刊文称，三星研究团队开发了一项技术，通过在硅表面覆盖石墨烯制作出了一种新的“硅阴极材料”，制作出的新型电池能提供1.8倍于现今锂电池的能量密度，而且200次充放电之后，还能维持1.5倍的能量密度，同时保持了其尺寸、体积和安全性。这款电池不仅可用于智能手机和平板电脑，还能使电动汽车一次充电行驶更远的距离。有鉴于此，很多人认为，石墨烯会是拯救锂电池的“法宝”。但石墨烯电池的研发成本较高，目前很难普及。如果在不久的将来，这类新产品能实现量产，那么，电池的发展将翻开新的篇章。
