目前，發(fā)展和改進鋰離子電池的主要方向是提高電池容量與充放電性能，提高電池的安全性并降低電極材料成本。鋰離子電池主要由正極、負極、隔膜和電解質(zhì)等組成，而決定鋰離子電池整體電化學(xué)性能的關(guān)鍵是電極材料。

石墨烯粉體在鋰離子電池中的應(yīng)用比較多元化，主要應(yīng)用方向有三種，分別是作為正負極材料導(dǎo)電添加劑，用在銅箔或鋁功能涂層以及作為電極材料。目前已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化的是用在正極材料中作為導(dǎo)電添加劑，來改善電極材料的導(dǎo)電性能，提高倍率性能和循環(huán)壽命。

目前，石墨烯在鋰電池領(lǐng)域中主要用做導(dǎo)電劑石墨烯相當于催化劑。按重量百分比計算，正極材料石墨烯1%——2%（主要在1%左右），若正極材料用磷酸鐵鋰，則石墨烯占比2%左右，使用石墨烯后，性價比提高明顯，導(dǎo)電性更好、充放電更快。

在鋰電池電極材料應(yīng)用方面，石墨烯負極材料主要以石墨烯復(fù)合材料為主。石墨是現(xiàn)在鋰電池普遍采用的負極材料。石墨具有結(jié)晶的層狀結(jié)構(gòu)，易于鋰離子在其中的嵌入/脫嵌，形成層間化合物L(fēng)iC6，是一種性能穩(wěn)定的負極材料，但其理論容量不足，限制了電池的容量。

石墨烯以獨特的二維蜂窩狀晶體結(jié)構(gòu)具備高比表面積與載流子遷移率，在儲鋰方面有很大的優(yōu)勢，即鋰離子在脫嵌過程中可逆性強，降低循環(huán)比容量的損耗，大大提高了電池的庫倫效率和循環(huán)比容量。石墨烯可以進一步制備成硅碳復(fù)合負極材料，將充放電性能再次提升一個臺階。但由于應(yīng)用技術(shù)的限制，目前石墨烯用作鋰電池負極材料缺乏穩(wěn)定性，石墨烯在鋰電池負極材料的滲透率還很低。

隨著新能源汽車產(chǎn)量的迅猛增長、儲能鋰電池市場逐漸啟動、消費級鋰電池的穩(wěn)步增長，市場對于鋰電池的需求也將呈飛速提升態(tài)勢，刺激鋰電池產(chǎn)能擴張，預(yù)計到2020年，鋰電池年產(chǎn)量可達到170GWH。

隨著市場對鋰電池性能要求不斷提高、石墨烯在鋰電池領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)逐漸升級，石墨烯在鋰電池中占比也將逐步提高。以5%含量的石墨烯來估算，2020年鋰電池領(lǐng)域?qū)?yīng)的石墨烯需求量在20000噸以上。

相關(guān)研究認為，2016-2017年是石墨烯在鋰電池領(lǐng)域應(yīng)用的探索期，整體市場滲透率比較低，此階段行業(yè)的增長動力主要得益于新能源汽車快速增長帶來的鋰電池產(chǎn)能迅速擴張。

2017年后，新能源汽車的政策環(huán)境或會發(fā)生改變，政府取消對新能源汽車的補貼是大概率事件，所以鋰電池產(chǎn)能會出現(xiàn)波動，增速放緩。但此階段石墨烯用作鋰電池負極材料的技術(shù)條件成熟，石墨烯在鋰電池領(lǐng)域的滲透率將迅速提高，市場規(guī)模快速擴張，市場增長主要由技術(shù)推動。

2015年石墨烯粉體價格相對2011了下降幅度超過90%，某研究中心預(yù)測，未來五年石墨烯粉體價格仍將繼續(xù)下降，2020年石墨烯粉體價格將下降至5萬元/噸，對應(yīng)的鋰電池領(lǐng)域石墨烯市場規(guī)模將超過11億元。