| 自1991年日本索尼(Sony)率先將其商品化后，市場占有率持續增加，僅僅數十年，全球產值就超過鎳鎘和鎳氫電池的總和。隨著對現有材料和電池設計技術的改進以及新材料的出現，鋰離子電池應用領域一直不斷地被拓展，尤其是近年來3C電子產品不斷追求輕、薄、短、小，鋰離子電池已成為****的選擇。如今全球鋰電池應用市場需求規模有二成以上穩定的成長，除了既有的智慧型手機和平板電腦市場外，鋰電池的應用已深化在行動電源、不斷電系統與電動汽機車等的應用上。在資源逐漸耗竭及環保意識高漲的年代，替代性能源日益受到重視，環保節能的電動車更將是未來汽車進化的新趨勢與共識，而各國也積極投入資源進行電動車最關鍵零組件，動力電池的開發。全球電動車龍頭特斯拉(Tesla)已經宣布與日本Panasonic進行合作，共同在美國新建電池芯生產廠。到2020年，這家超級電池工廠(Gigafactory)每年生產的電池可供50萬輛電動汽車使用，超過2013年全球電池工廠的產能總和。
石墨烯電學性能佳電池應用有潛力
石墨烯的命名是用以描述碳原子排列成單層蜂巢狀的二維晶體，以sp2混成軌域組成，厚度僅一個碳原子直徑的0.34nm，是目前世界上最薄也是最堅硬的材料。其獨特的性質在力學表現方面，僅僅一個原子層的厚度，卻擁有130GPa的拉伸強度，遠高于不銹鋼百倍以上，比重卻僅約鋼鐵的四分之一；熱學性質方面，石墨烯在熱傳導系數的表現，甚至超越任何已知的材料，自由懸浮、無基材承載的石墨烯，可以量測到2000～4000W/mK的優秀數值，超過鉆石及其他任何金屬材料；光學性質方面，單層的石墨烯在所有波長范圍的光穿透度都達到97.7%，僅僅隨著石墨烯的層數增加而減少，可說是幾乎完全透明的材料；電學性質方面，電阻率來到10-6Ω.cm，較銅與銀都低，為目前已知材料中于室溫下電阻最低且電子遷移率高達2.105cm2/V.s，是矽的10倍以上。
這些獨特的電荷機械性質使得加入石墨烯的復合材料更多功能化，不但表現出優異的力學及電學性能，還具有優良的加工性能，為材料應用領域開啟了新的篇章。
石墨烯懸浮溶液解決電池量產瓶頸
近年已有非常多文獻利用石墨烯取代傳統導電碳作為導電添加劑，藉由石墨烯的高導電性提升鋰離子電池和超級電容器的功率密度，也提出非常多令人驚艷的數據。然而，實驗室得出的驚人數據往往無法在產品量產時得到再現，且差異頗大。
出現巨大差距的原因在于石墨烯類似其他奈米材料，堆積密度極低造成體積龐大，且石墨烯相互之間凡德瓦爾力(vanderWaalsForce)所造成的團聚現象，都影響石墨烯導入應用的方便性。尤其是石墨烯表面不僅具有疏水性，對多數有機溶劑也不相容，因此當石墨烯添加于任一種材料時，團聚沈淀問題更顯嚴重。
這個問題在實驗室進行非常小量的實驗生產時并不明顯，或是可以靠簡單的機械甚至是手工方式解決，但在大量生產時，從石墨烯進料開始就對機器設備產生極大的考驗，一旦在進料時即發生團聚現象，往往造成設備堵塞甚至損壞，而無法均勻地分散石墨烯，也導致了效能不如預期的結果。
雖然一般直覺會利用分散劑來改善石墨烯團聚的問題，然而市面上多數的分散劑對于分散石墨烯不見得有效，更可能會因為界面阻抗而降低石墨烯的導電性能，對于電化學裝置，特別是鋰離子電池而言，分散劑能否在不同電壓甚至是高電壓的循環操作下穩定存在，而不會產生副反應或是影響安全性的疑慮，是更重要的考量。因此，如何在既有的操作環境下解決團聚的問題又不改變石墨烯的導電性，決定了石墨烯真正商品化的價值，而不僅僅是學術價值。
更進一步從鋰離子電池廠商的現實執行面來看，縱使石墨烯能帶來莫大的好處，最理想的使用方式還是能像其他原料一樣，依據現有的制程條件，使用現有的制程設備，在不更動任何制程參數或設備的情況下導入石墨烯。因為任何制程的更動或設備的改變，不僅可能增加制程的變數，更直接增加產品成本，對于一個新材料而言，將大幅延長導入時程。
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