石墨烯电池是一种新型高性能电池，是利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性开发出来的。石墨烯电池正极材料主要为石墨烯复合材料，负极材料主要为钛酸锂或锡基材料。
与铅酸电池相比，石墨烯电池具有续航里程长、使用寿命长、能量密度高、充电速度快等优势；相比于锂电池，石墨烯电池具有安全性高、散热性好等优势。随着工艺技术精进，石墨烯电池的耐寒性、抗低温性、耐用性等性能也得到大幅提升。
得益于技术突破、原材料供应能力提升，石墨烯电池产业化应用进程逐渐加快。石墨烯电池性能优异，可替代传统铅酸电池、锂电池，应用在消费电子（如5G手机）、电动汽车、新能源汽车、航天航空、移动设备等领域。
新能源汽车是我国汽车行业主要驱动力，根据中汽协数据显示，2023年，我国新能源汽车销量达949.5万辆，同比增长37.9%。但我国新能源汽车区域发展不均衡，西北、东北地区销量占比不足5.4%。西北、东北地区天气寒冷，用户对新能源汽车电池耐寒性要求更高。西北、东北地区新能源汽车市场空间尚未被充分挖掘，石墨烯电池耐寒性优良，市场存在较大发展潜力。
2023年，全球石墨烯电池市场规模约1.63亿美元。预计未来5年，全球石墨烯电池市场将呈高速增长态势，2029年市场规模将达到15.00亿美元。从事研发或生产石墨烯电池的企业有三星、华为、雅迪、超威、天能、旭派、绿源、爱玛等，我国石墨烯电池概念股有百川股份、方大炭素、宝泰隆等。
石墨烯是一种二维晶体，具有优异的电学、力学、热学、光学等特性。我国天然石墨产量位居全球首位，石墨烯原材料供应充足。2023年，我国石墨烯市场规模达384.5亿元，生产企业主要有方大炭素、银基烯碳新材、深圳沃特新材等。近年来，我国石墨烯产业链、供应链布局日益完善，利于石墨烯电池产业发展。
石墨烯电池综合性能优异，且与用户需求契合紧密，在新能源汽车、消费电子等领域应用前景广阔。受限于生产成本高、技术工艺有限，目前石墨烯电池市场普及率较低，但随着石墨烯供应链布局完善、5G手机市场渗透率提升，未来5年，石墨烯电池市场有望进入高速发展期。