石墨烯（Graphene）是從石墨材料中剝離出來、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。2004年，英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，成功從石墨中分離出石墨烯，證實它可以單獨存在，兩人也因此共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。

石墨烯既是最薄的材料，也是最強韌的材料，斷裂強度比最好的鋼材還要高200倍。同時它又有很好的彈性，拉伸幅度能達到自身尺寸的20%。它是目前自然界最薄、強度最高的材料，如果用一塊面積1平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克便可以承受一只一千克的貓。

石墨烯目前最有潛力的應用是成為硅的替代品，制造超微型晶體管，用來生產未來的超級計算機。用石墨烯取代硅，計算機處理器的運行速度將會快數百倍。

另外，石墨烯幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光。另一方面，它非常致密，即使是最小的氣體原子(氦原子)也無法穿透。這些特征使得它非常適合作為透明電子產品的原料，如透明的觸摸顯示屏、發光板和太陽能電池板。

作為目前發現的最薄、強度最大、導電導熱性能最強的一種新型納米材料，石墨烯被稱為“黑金”，是“新材料之王”，科學家甚至預言石墨烯將“徹底改變21世紀”。極有可能掀起一場席卷全球的顛覆性新技術新產業革命。

要想知道什么是石墨烯電池，還得先看看什么是石墨烯。石墨烯，人稱“新材料之王”，與之相關的“緋聞”：手機充電只需幾秒鐘，史上最薄電燈泡，光驅動飛行器……石墨烯是目前自然界最薄，最強韌的材料，斷裂強度比最好的鋼材還要高200倍，同時彈性非常好，拉伸幅度能達到自身尺寸的20%。優點：導熱性能好、優良的力學性能、電子遷移率較高等。在制造工藝中加入石墨烯后，智能手機的觸摸屏或將更薄、更輕，同時又最不易碎;手機充電或許只要幾秒鐘;計算機處理器的運轉速度或將提高數百倍，等等。

石墨烯電池，就是利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性，開發出的一種新能源電池。

我們目前手機使用的電池都是鋰電池，隨著手機的發展，耗電量越來越大，這對手機的續航能力要求也越來越高。但是，電池技術卻跟不上這個步伐，進步很小，石墨烯電池或許能帶來一個突破。

石墨烯是目前自然界材料中最薄的一種，也是導熱效果最好的熱導體。相對于目前的鋰電池來說，石墨烯電池的理論重量僅是鋰離子電池的一半，儲電量卻是鋰電池的數倍。

石墨烯一經問世便引來極大的關注，而且被公認為21世紀最有前途的新材料。華為公司創始人任正非也曾多次談到石墨烯，認為“這個時代將來最大的顛覆是石墨烯時代將顛覆硅時代”，且未來10年至20年內將爆發一場技術革命。雖然目前石墨烯的技術還不成熟，沒有達到一定的規模，但這并不影響它未來在各領域大范圍應用的趨勢，工信部原材料司司長周長益日前在2015石墨烯創新大會上透露，包括新材料產業發展的“十三五”規劃正在編制并即將出臺。其中，欲將石墨烯產業打造成新材料產業發展的先導性產業，到2020年產業規模將突破百億。不過也有人稱“石墨烯材料本身納米材料的高比表面積等性質與現在的鋰離子電池工業的技術體系是不兼容的，應用的希望十分渺茫。”

到底能不能在五年內得到應用并不能確定，各界說法不一。不過，這個技術如果得到普遍應用，無疑是一個不小的變革。