石墨烯电池，是利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出的一种新能源电池。石墨烯电池与其他类型的电池相较，石墨烯电池的能量密度与电容量几乎是最高，已引起材料科学界的高度重视，有望成为未来电池的主流。
首先，就其属性来说，作为最薄、最坚硬、导电性最好、且拥有强大灵活性的新型纳米材料，石墨烯电池可用于小型装置如车钥匙遥控器、灯具开关、门铃以及早期的穿戴式装置等，预计未来仍可见于电池替换便利的穿戴式装置中。
其次，石墨烯电池，与其他类型的电池相较，石墨烯电池的能量密度与电容量几乎是最高，已引起材料科学界的高度重视，有望成为未来电池的主流。由于目前制造成本仍相当高昂，市场渗透率低，不过目前已有许多学者及企业投入研究，在未来几年内可望见到突破性发展。
最后，石墨烯电池充放电速度极快，石墨烯是一个由碳原子所组成的网状结构，做电极材料时，阳离子的移动速度受制很小，能达到快速充放电的效果。据位于美国纽约州的伦斯勒理工学院的研究者的研究表明：使用石墨烯作为电池的样机材料，其充放电速度将超过锂离子蓄电池的10倍。
总的来看，随着批量化生产以及大尺寸等难题的逐步突破，石墨烯电池的产业化应用步伐正在加快，它也一定会成为未来的主流电池。