石墨烯锂离子电池是一种二次电池（即充电电池），代表着新型锂电技术。石墨烯是一种锂电池材料。
以三元锂电池与磷酸铁锂电池为代表，锂电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，主要靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。
充电时，锂离子从正极经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。
锂离电池加入石墨烯材料后，冲电、放电及导电比原来的电池快了 10 倍以上，可以达到 110-240V 民用电快充（15-25 分钟冲满），电池减少发热及老化起火燃烧原因，增加电池几倍寿命。
石墨烯锂离子电池的优越性基本上可以归纳为以下8点：
1、工作电压高（是镍镉电池—镍氢电池的三倍）；
2、比能量大(每公斤可达 165WH 是氢—镍电池的三倍)；
3、体积小（比氢—镍电池小 30%）；
4、质量轻（比传统电池轻 50%）；
5、循环寿命（循环次数在 2500—3000 次左右）；
6、自放电率低（每月自放仅为 3%）；
7、无记忆（充放电深度不影响电池的容量及寿命）；
8、无污染（电池材料不存在有毒物质）。