得益于石墨烯基阳极材料的发展，特斯拉或可在不久以后实现单次充电续航里程达500英里的目标。报道称，这种材料将可把锂离子电池的能量密度和输出功率提高三倍。
在不懂专业知识的门外汉看来，石墨烯是一种基于碳的“超级材料”，其强度大致相当于钢铁的200倍，但被切割成薄片时则几近透明。石墨烯是在2003年被首次分离出来的，这种材料具有相当出色的导热性和导电性，是制造电池的理想材料。
石墨烯的分子晶体很可能是帮助人们理解其不可思议的特性的好办法：其结果非常强大而有效，甚至具有自我修复能力；但基本上来说，石墨烯的分子晶体是二维结构。
研究人员一直都在努力开展有关石墨烯复合材料的实验，希望利用这种材料制造出具有可延展性、成本效率较高以及功率强大的电池。在2011年，美国西北大学的工程师们发现，与使用石墨制造而成的阳极相比，石墨烯基阳极能更好地存储能量，其充电速度比前者高出多十倍。
随后，莱斯大学（Rice University）的研究人员则在近发现，石墨烯与氧化钒的混合物（这种解决方案的成本相对较低）能创造出仅需20秒钟即可完成充电的电池阳极；而且，即使是在充电1000次以后，这种电池阳极仍可保住90%以上的容量。
对于特斯拉的电动汽车来说，石墨烯不仅可以允许其更快地完成充电，而且还能在每次充电中获得更多能量。有报道称，尽管一般人每天驾车出行的平均里程仅为150公里左右，但马斯克仍对Model S汽车目前所使用的85千瓦时电池组感到不满，他希望能将电池容量提高一倍。
马斯克曾多次重申，特斯拉的计划是制造出价格低廉的电动汽车；然而，哪怕只是部分使用石墨烯为原料的电池，也仍旧会令其汽车变得非常昂贵。大多数Model S的售价在10万美元左右，但就目前而言石墨烯的价格极高，这意味着很难使用这种材料制造出价格在10万美元以下的电动汽车。
因此，尽管石墨烯材料能带来很多好处，但由于成本过高的缘故，特斯拉没有理由会放弃现有的工艺流程来为这种新材料让路，至少就近期而言是如此。
特斯拉或许需要几年时间才能大规模生产石墨烯基电池，但如果此事真有一天能成为现实，那么电动汽车批评人士就将突然变得没什么好抱怨的了。
