鋰離子電池方面。鋰離子電池通過(guò)鋰離子在正負(fù)兩極之間的移動(dòng)來(lái)進(jìn)行工作，因此電池正極材料的導(dǎo)電性能則會(huì)密切關(guān)系到鋰離子電池的能量密度和功率性能。實(shí)際上，大部分電極材料的比容量都與理論上可達(dá)到的比容量相距甚遠(yuǎn)，尤其是在大電流充放電時(shí)，電極材料的比容量會(huì)大幅下降。石墨烯材料因具備優(yōu)異的電子導(dǎo)電性，被應(yīng)用到鋰電子電池的研究中。石墨烯層應(yīng)用于電池的正極材料中，不僅可以減少電池的界面電阻，便于鋰離子在電池的正負(fù)兩極間傳導(dǎo)，還有助于減慢金屬氧化物溶解相變的速度，從而保證鋰電池的電極在電循環(huán)周期中保持結(jié)構(gòu)。有科學(xué)家采用三元共組裝法，將氧化錫與石墨烯整合在一起，與表面活性劑多元協(xié)同，制備出三元有序納米復(fù)合材料（見(jiàn)圖1），該材料用于電極的比容量可達(dá)到760 mA•h/g，且該材料是一種良好的緩沖材料，利于提高鋰離子電池電極材料的循環(huán)穩(wěn)定性。
鋰-空氣電池方面。鋰-空氣電池作為理想的高比能量化學(xué)電源，成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。目前，石墨烯在鋰-空氣電池研究應(yīng)用中，顯示出突出的優(yōu)越性，其不僅可以構(gòu)成電池的正極材料，更表現(xiàn)出可觀(guān)的催化活性。在鋰-空氣電池中，石墨烯作為催化劑或催化劑基底展示出其潛在的優(yōu)勢(shì)，可以提高催化效率，并且不斷提高鋰-空氣電池的循環(huán)性能，其比表面積巨大以及多孔體系的特性提升了鋰-空氣電池的放電容量。科學(xué)家在電解質(zhì)為烷基碳酸酯的鋰空氣電池中，將石墨納米片（NGS）作為陰極催化劑，證明了與Vulcan XC-72碳電極相比，NGS電極的循環(huán)性能更好、過(guò)電位更低。有科學(xué)家制備出一種空氣電極為石墨烯泡沫的鋰空氣電池，實(shí)驗(yàn)表明在鋰-空氣電池中電流循環(huán)20 次的情況下，其循環(huán)效率只損失了20%，并且其放電電壓穩(wěn)定在2.8V。
電化學(xué)分析
石墨烯在電化學(xué)分析中主要應(yīng)用在基于目標(biāo)分子直接電化學(xué)的分析檢測(cè)和用作生物電分析中的載體材料和基于石墨烯的光透電極等方面。
目標(biāo)分子直接電化學(xué)分析。基于目標(biāo)分子直接電化學(xué)分析檢測(cè)的目標(biāo)物包括：無(wú)機(jī)小分子，有機(jī)小分子，以及氧化還原蛋白質(zhì)和核酸等生物大分子，如DNA 和血紅蛋白等。石墨烯上可吸附蛋白質(zhì)的特性使得石墨烯是研究蛋白質(zhì)電子轉(zhuǎn)移的理想材料。如有學(xué)者以化學(xué)還原的石墨烯氧化物修飾的玻璃碳電極（CR-GO/GC）作為新的電極體系，提出了電化學(xué)傳感和生物傳感的新型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。另一些人研究了石墨烯氧化物（GO）修飾電極上細(xì)胞色素C、肌紅蛋白和辣根過(guò)氧化物酶（HRP）等3種金屬蛋白的直接電化學(xué)行為，發(fā)現(xiàn)GO可促進(jìn)其電子轉(zhuǎn)移動(dòng)力學(xué)，而且其生物活性幾乎不受影響。
