石墨烯薄膜最先实现商业化应用的领域是触摸屏领域，用于替代传统的ITO（氧化铟锡）薄膜。2012年1月8日，江南石墨烯研究院、常州二维碳素科技公司联合相关企业通过研究实现了石墨烯薄膜材料和现有ITO模组工艺线的对接，全球首次成功制成石墨烯电容屏手机样机。2015年3月2日，重庆墨希科技有限公司与嘉乐派科技有限公司联合发布了全球首批3万部石墨烯手机，该款手机采用了最新研制的石墨烯触摸屏、电池和导热膜，开启了石墨烯产业化应用的新时代。
石墨烯作为导电添加剂还可以解决钴酸锂等正极材料高压实比与电池性能之间的矛盾问题，采用石墨烯导电剂的钴酸锂电池容量高出3%，且具有明显更好的2C倍率放电性能。石墨烯还可涂覆在铝箔集流体上，形成石墨烯功能涂层铝箔有助于进一步提升锂电池的综合性能。
值得一提的是，作为添加剂，石墨烯仅仅增强了正极材料的导电性，并没有改变电极材料的比容量，因而不会大幅增加锂电池的能量密度。要想大幅增加锂电池能量密度，需选取具有更高比容量的电极材料。目前，多篇已发表论文称利用石墨烯-硫或石墨烯-硅作为锂电池的正负极可大大增加锂电池的能量密度，但此类电池目前还处于实验室阶段，距离产业化应用还需较长时间。