石墨烯是一種擁有獨特結構及優異性能的新型材料，它為單原子層二維蜂窩狀結構，被認為是富勒烯、碳納米管和石墨的基本結構單元。零維富勒烯是由石墨烯彎曲成足球狀得到的，一維的碳納米管是由石墨烯卷曲而成，三維結構的石墨則被認為是石墨烯片層的緊密堆疊。近年來關于石墨烯的理論研究、實驗制備及應用等方面已成為國內外研究的熱點。由于石墨烯具有高導電性、高導熱性、高比表面積、高強度和剛度等諸多優良特性，在儲能、光電器件、化學催化等諸多領域獲得了廣泛的應用，其中在鋰離子電池領域尤為突出。鋰離子電池是迄今為止比能量最高的二次電池，具有最好的綜合性能，已成為便攜式電子設備和動力電源的首選，特別是后者，對鋰離子電池的能量密度、功率密度提出了更高的要求。石墨烯的出現為鋰離子電池高性能的突破帶來了可能，從而為高容量、高倍率、長壽命的鋰離子電池材料的研究掀起新一輪的研究熱潮。

1.1  化學法

1.1.1   化學氣相沉積法

CVD 法提供了一種可控制備石墨烯的有效方法：將平面基底置于高溫可分解的前驅體氣氛中，再進行高溫退火使碳原子沉積在基底表面得到獨立的石墨烯片。此方法最大的優點是可制備出大面積的石墨烯，生產工藝比較完善。但它仍有不足之處，使用這種方法得到的石墨烯，在某些性能上可以與機械剝離法制備的石墨烯相比，但缺乏后者所具有的另一些屬性，它制備所得石墨烯的電子性質受襯底的影響很大。

1.1.2   石墨插層法

石墨插層法以天然鱗片石墨為原料，將插入物質與石墨混合得到石墨烯。在石墨層與層之間插入一些非碳質的原子、分子或原子團后形成新的層狀化合物。插入物質會削弱石墨層間的作用力，所以要進行超聲和離心處理才可得到石墨烯片。此法得到的石墨片厚度最小只能達到幾十納米，這主要是因為制備的不可控性，無法保證充分有效的插層，從而對進一步的剝離產生影響。而且加入的強酸強堿等插層物質會破壞石墨烯的sp2 結構，影響其物理和化學性能。

1.1.3   氧化石墨的熱膨脹法和還原法

這是最有可能實現石墨烯規模化制備的方法。該法把鱗片石墨經過一系列氧化反應獲得氧化石墨，再還原得到石墨烯。此法可制備大量廉價的石墨烯材料，這歸因于石墨與強氧化劑發生反應會使石墨層間距加大而成為氧化石墨。這種方法簡便且成本較低，可以制備出大量石墨烯。但缺點是經強氧化劑氧化過的石墨不一定能夠完全還原，使其導電性能損失很大。