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石墨烯具有10倍于商用硅片的高载流子迁移率（15000cm2/V•s)，导电性能优越，尤其适用于制造锂电池导电添加剂、锂电池正负极复合材料等锂电池材料。此外，石墨烯电极复合材料及导电添加剂能有效改善电极循环性能：加入了石墨烯的磷酸铁锂正极复合材料，循环 100 周后，可逆比容量为纯 LiPO4 电极的 1.4 倍。
石墨烯在电池中的应用
1. 作为导电剂
传统锂离子电池无法进行快速充电，主要受限于锂电池正负极导电性能不足，无法同电子进行充分反应，反应层集中在表面影响内部电极的反应，导致锂离子短时间内脱嵌速度不足，无法形成大电流，间接影响锂离子扩散系数，同时受限于高倍率充电下电池寿命的衰减。而且传统电池在工作时会在电极表面形成一层固体电解质膜，阻挡了锂离子的“脚步”，进而减慢了锂离子的运输速度。
而最新的导电剂——苏州优锆石墨烯UG-S10由于具有优异的电子和离子传导性能及特殊的二维单原子层结构，并可在电极材料颗粒间构成三维电子和离子传输网络，导电结构为面与点的接触，大幅增加电极化学反应速度，效果远好于导电炭黑等点与点接触的导电性能。另外其良好的导热性能还有利于电池充放电时的散热，减少电池的极化，提高电池的高低温性能，延长电池的寿命。在同样导电剂添加量的前提下，石墨烯UG-S10的电阻率是碳纳米管的十分之一，是导电碳黑的 40 分之一，导电效果显著。
2. 电极领域
石墨烯复合电极材料主要可分为正极复合材料及负极复合材料，相比纯电极材料，能够大幅改善电极循环性能， 减少传荷电阻，使电极导电性明显改善。见下图：
石墨烯材料的优势
在负极，锂离子扩散系数越高，电化学反应时间就越短 ， 天 然 石 墨 材 料 中 锂 离 子 的 扩 散 系 数 只 有 1.90 × 10-11cm2/s，比钛酸锂低了三个数量级，未来为适应大电流快速充放电需求，负极材料大概率将实现变革。当前理论上适合快充的负极材料主要有石墨烯、钛酸锂、纳米二氧化钛三种。
对传统的石墨负极，锂离子会沉积在负极表面形成枝晶；对石墨烯而言，锂离子可以通过它表面 10-20nm 的微小孔洞在石墨烯片间很好地存储，同时实现了快速充电和更大的能量存储。综合来讲，用苏州优锆石墨烯UG-S10作为复合材料做电池的负极，动力锂电池的充电时间将从 2 小时缩短到 10 分钟。