目前石墨烯的研究總體上分兩塊：
一是在傳統鋰電池上進行應用，目的是改進、提升鋰電池的性能，這類電池不會產生顛覆性的影響;
二是依據石墨烯制造一個新體系的電池，它是一個嶄新系列的，在性能上是顛覆性的，稱作“超級電池”。
中國2015年量產石墨烯鋰電池
中國新能源汽車推廣長達5年，但效果并不理想。據工信部的統計數據顯示，2014年前11個月，我國新能源汽車累計生產5.67萬輛，和2015年純電動汽車和插電式混合動力汽車累計產銷量力爭達到50萬輛的目標差距巨大。
市場化艱難的主要原因，在于使用的便捷度上：一是，續航里程較低，消費者普遍有里程焦慮;二是，充電設施不完善，充電不方便影響使用。
在傳統的解決方案中，車企采用了先推廣混合動力車型緩解里程焦慮，消費者可以根據實際情況選擇用油或者用電;另一個角度，國家鼓勵大規模建設充電站和充電樁，緩解充電難。
石墨烯超級電池的出現，可能徹底改變現有的充電問題。續航里程成倍增長，長途出行的里程焦慮可能徹底打破。以西班牙的超級電池為例，1000公里的續航里程幾乎接近北京到上海的直線距離，遠超出傳統汽車一箱油的行駛距離。
石墨烯充電速度提升，可以減少充電時間，宏觀上可以大范圍減少充電站和充電樁的需求。以目前全球領先地位的特斯拉ModelS85為例，其通過大功率的超級充電站充電，也要80分鐘才能充滿，車主等充電的時間仍然是一次煎熬。
“超級電池10分鐘的充電時間，比加一次油時間長一點點，但續航里程比一箱油要長很多，消費者再也不會抱怨。”一位汽車業內人士分析稱。
目前，油電混合動力車被認為是市場上最適合由燃油車過渡到電動車的最好產品，而且這個過渡階段可能長達15-20年，但電池材料的進步可能推翻這種預判，甚至連純電動車的普及也可能不需要那么長時間。
“超級電池”一旦大規模應用到電動車上，對整個行業將是顛覆性的。“一些百年車企可能沒有這項技術而衰落，而一些只有十幾、二十年的車企，因為掌握新材料技術，可能成為新的巨頭。”
李義春介紹說，目前國內對石墨烯電池的研究進展順利，一些高校研發團隊和深圳的企業進行合作，研究已經進入了中試階段，“預計2015年上半年就可能實現量產，性能會有很多提升。比如，可以在不增加多少成本前提下，增加鋰電池的充放電次數，提高電池安全性等。”
中國石墨烯產業技術戰略聯盟，在2013年就已經向國家各部委上報了多個石墨烯研發示范基地，無錫、重慶、南京、青島、常州等紛紛建立石墨烯產業示范基地。2014年12月，國家主席習近平親赴江蘇高新技術產業研究院，調研石墨烯研發及參觀產品展示。
不過，據石墨烯電池研究人士透露，目前國內主要研究的是石墨烯運用到鋰電池上，而非全新體系的“超級電池”，所以國內技術和超級電池有一定差距。國家相關部門對此很重視，2015年出臺的“十三五”新材料規劃可能將石墨烯納入其中。
