2014年12月26日，美國電動汽車制造商特斯拉發布了兩年前停產的第一代車型Roadster的升級版，續航里程達到644公里，高出原版60%。而此前Roadster的續航里程是393公里。特斯拉的高性能石墨烯電池，相比目前的容量增長近70%。
英國科學家發明石墨烯10年后，在電池上的應用獲得巨大突破。2014年12月初，西班牙Graphenano公司和西班牙科爾瓦多大學合作研發的石墨烯電池，一次充電時間只需8分鐘，可行駛1000公里。它被石墨烯研究者稱做“超級電池”。
目前，全球汽車制造商使用的動力電池主要使用鋰電池，以特斯拉代表的鎳鈷鋁酸鋰電池(鈷酸鋰電池)、以比亞迪為代表的磷酸鐵鋰電池和以日本汽車為代表的錳酸鋰電池。
這三類電池以鈷酸鋰電池能量密度最高，但它在高溫下也最不穩定；磷酸鐵鋰電池最穩定，但能量密度最低。
鋰離子電池技術已經沉寂了20年沒有大的技術革新。其最大的障礙在于，鋰離子電池功率密度有限，其大量能量無法快速接收或釋放。而石墨烯的結構改變了鋰電池技術長期沒有突破的障礙。石墨烯片材內部結構間隔擴大，以允許更多的電解質“潤濕”及鋰離子電池中的鋰離子獲得高速率通道的性能。
由于石墨烯導電速度快，導電性能好，可大大縮短充電時間。按照美國倫斯勒理工學院研究人員的預計，石墨烯陽極材料比如今鋰離子電池中慣用的石墨陽極充電或放電速度快10倍。
石墨烯能大幅度增加電池的容量。“超級電池”參數顯示，其能量密度超過600wh/kg，是目前動力鋰電池的5倍；使用壽命是目前鋰電池兩倍；其成本將比目前鋰電池降低77%。
據介紹，目前石墨烯的研究主要分兩塊：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，具有顛覆性性能的 “超級電池”。
目前，我國新能源汽車推廣已達5年，但效果并不理想，與預定目標相差甚遠，主要原因有續航里程較低，消費者普遍有里程焦慮，和充電設施不完善充，充電不方便影響使用。傳統的解決方案是推廣混合動力汽車和大規模建設充電站，都是治標不治本。而石墨烯超級電池的出現，可徹底改變現有的充電問題。
石墨烯超級電池續航里程成倍增長，長途出行的里程焦慮可能徹底打破。充電速度提升，可減少充電時間，宏觀上可大范圍減少充電站和充電樁的需求。據分析，超級電池一次充電只需10分鐘，比加一次油時間長一點點，但續航里程比一箱油要長很多。
由于電池技術的局限，預計在未來15-20年內，油電混合動力車成為向純電動車過渡的首選，但“超級電池”的誕生，將打破這種局面。“超級電池”的大規模應用將顛覆整個新能源汽車行業，甚至會出現誰掌握了新材料技術，誰將成為行業巨頭的新局面。
據有關人士透漏，目前國內對石墨烯電池的研究已進入中試階段，預計2015年上半年實現量產，性能會有很多提升。由于主要研究的是石墨烯在鋰電池上的應用，而非全新體系的“超級電池”，國內技術距離超級電池還有一段差距。國家相關部門對此非常重視，2015年出臺的“十三五”新材料規劃將石墨烯納入其中。
