กราฟีนออกไซด์เป็นออกไซด์ของกราฟีนที่มีโครงสร้างเฉพาะตัวทำให้มีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่โดดเด่น กราฟีนออกไซด์ที่มีความบริสุทธิ์สูงขนาดเล็กมีพื้นที่ผิวจำเพาะสูงกว่าและมีตำแหน่งแอคทีฟไซต์มากกว่า ซึ่งทำให้กราฟีนออกไซด์มีบทบาทสำคัญในแบตเตอรี่