鋰電池負極材料主要有錫基材料、鉬基材料、矽基材料、鎢基材料、鈦酸鋰、石墨烯材料等。其中，前面四者目前主要處於研究階段，但後面兩者已在市場上稍有動作了。那麼石墨烯作為鋰電池負極材料會面臨哪些問題呢？
第一，成本問題。傳統導電炭黑和石墨都是論噸賣的(一噸幾萬元)，而石墨烯是用克賣的，一克大約兩三元，若算成噸大約200至300萬元/噸。然而現在，全球製造產業正處於相對不景氣階段，電子與數碼市場日趨飽和，而電動汽車產業也因政策補貼問題而影響需求積極性，所以用石墨烯完全替代目前的各種材料不怎麼現實。
第二，工藝特性不相容。石墨烯比表面積過大，會對現有鋰離子電池的分散均漿等工序帶來一堆工藝問題。如果要讓電池調工藝，而又沒有性能指標突破，這操作的實現顯得不太可能。另外，石墨烯表面特性嚴重受化學狀態影響，化學穩定性，迴圈壽命等等都有很多問題，所以在鋰離子電池的突破仍需要一段時間。
第三，轉化效率低。從理論上來說，石墨烯容量是石墨負極材料兩倍，但首次庫倫效率低，性能受表面狀態影響巨大。
第四，石墨烯作導電劑價格偏高。石墨烯作導電劑可以促進電池快充放，理論上能夠提高倍率性能，但如果分散工藝不到位混料不均，反而堵塞鋰離子擴散的通道。
第五，石墨烯塗覆鋁箔成本高：其實用石墨烯塗覆鋁箔的性能與普通碳塗覆鋁箔性能並無明顯區別，反而成本升高。
