眾所周知，鋰電池負極材料石墨烯雖然具有高比容量和高充放電速率，但也易形成SEI膜，且易堆積，存在無電壓平臺及電壓滯后的缺點。那我們應該如何改進它的不足之處，且發揮的優勢呢？
1.石墨烯與過渡金屬氧化物復合
由于過渡金屬氧化物的低電導率及會有體積效應產生，因此其作為動力電池負極材料性能必將不理想。如果石墨烯添加過渡金屬氧化物（氧化鈷、氧化鎢、氧化鉬等），那么它們各自的優勢剛好能彌補對方的不足，復合成較為理想的負極材料。其優點如下：
1）石墨烯能有效地防止過渡金屬氧化物在循環過程中的團聚；
2）石墨烯可提高過渡金屬氧化物材料的電導率，從而維持負極材料的穩定；
3）過渡金屬氧化物的加入，可以保持石墨烯材料的高比表面積，儲鋰空間不會減小
4）以石墨烯與氧化鈷復合材料為例，減小氧化鈷的尺寸或對石墨烯進行雜原子摻雜可有效提高該類材料的電化學性能。
5）往泡沫狀石墨烯加入MnO2材料制成電極，避免粘結劑、集流體的使用影響材料的導電性及容量性能。
2.石墨烯與硅基、錫基材料復合
硅基、錫基材料具有較高的比容量，但在循環過程中會產生體積效應，電極材料易粉化。如果在石墨烯添加SnO2材料制成電極，不僅能有效地解決體積膨脹而且可以提高材料的導電性。或者石墨烯引入硅基材料制成復合負極材料，將會具有高容量及較好的循環性能。
研究表明，石墨烯通過表面修飾后可以更好地被應用在儲能領域。
