氟化石墨烯，即氟原子连接到石墨烯片层的碳原子上，使石墨烯部分氟化或全部氟化的产物，是一种重要的新型石墨烯衍生物。它不但保留了石墨烯独特的二维结构，又由于氟原子的引入，使其具有一些不同于石墨烯的优异性能。作为石墨烯的新型衍生物，氟化石墨烯具有表面能低、疏水性强及带隙宽等优异的物理化学性能，同时还具有耐高温、耐腐蚀性、耐摩擦性、化学性质稳定和优异的润滑性，因此可广泛应用于高温涂层、抗磨润滑涂层以及耐腐蚀涂层。此外氟化石墨烯这些独特的性能使其纳米电子器件、光电子器件以及热电装置等领域具有潜在的应用前景。
氟化石墨烯作为正极材料应用于锂氟化碳电池，在C/10的放电倍率下，根据氟含量的不同可适用于功率型（≥2.8 V，＞700mAh/g）和能量型（≥2.6V，＞830mAh/g）的一次电池。