石墨烯因其高导电、导热效应等而备受储能领域的关注，其复合材料用作锂离子电池负极材料是显著提升了锂离子电池的电化学性能。
众所周知，电池的能量密度和寿命是两个最重要的评价指标，而锂离子电池又是当今能量密度最高的二次电池。但作为动力锂电池的工程需求，它要一个较大的能量密度提升过程，这就给了某些投机者的钻营空间，还起了个好听的名字石墨烯锂离子电池。目前成熟锂离子电池制造重要是采用石墨作为负极材料。
石墨烯负极材料
石墨烯由于其独特的二维结构、优异的电子传输能力以及超大的比表面积等优势极有潜力替代石墨成为新一代锂离子电池负极材料。石墨烯的储锂机制与其他碳材料相似，充电时锂离子从正极脱出经过电解质嵌入碳材料层间形成形成Li2C6，放电时锂离子脱出返回正极。
因此较之石墨，以石墨烯为负极更加有利于提高电池性能。从石墨烯电池的概念提出以来，很多学术研究成果表明石墨烯锂离子电池可逆容量可达500mAh/g以上，以及具有出色的倍率性能。
石墨烯负极材料在锂离子电池中的用途
与传统锂离子电池负极材料相比较，石墨烯作为锂离子电池负极材料时，可有效提高相应电池的比容量，增强电极和电解液之间的导电接触，改善其充/放电倍率性能。同时，石墨烯柔韧的单原子层二维结构也可有效抑制电极材料在充放电过程中发生体积变化引起的材料膨胀、粉化等，从而提高电池的循环稳定性。
此外，通过化学氧化插层剥离再还原法合成的化学还原石墨烯表面含有特定的含氧化学基团，如羧基、羟基和环氧基等，可为其结构和表面功能改性以及与其他材料的复合供应丰富的反应和键合位点，也为三维超结构石墨烯基复合材料的设计和合成供应多种可能的途径。
由于石墨烯片之间较强的π-π叠合用途，石墨烯可团聚形成类似于石墨的层状结构，进而影响锂离子的嵌脱。这也证明纯石墨烯并非是一种理想的锂离子电池电极材料。
因此，近两年来石墨烯基纳米复合材料，如石墨烯/碳纳米管、石墨烯/碳60(C60)、石墨烯/无机纳米粒子等复合材料被广泛地应用于锂离子电池负极材料研究。通过纳米粒子与石墨烯之间的有效复合，可有效阻止石墨烯片之间的叠合/团聚，有利于锂离子的嵌脱。
