石墨烯電池主要有以下三種制作工藝：
1、氣象沉積法
主要是含碳氣體(甲烷、依稀)在一定的溫度和壓力條件下，碳原子在生長基上附著，形成單層碳結構物質并逐漸生長。
這種制作工藝所得石墨烯結構好，尺寸不受原料的限制；不過制備過程復雜，生產效率低。
2、氧化還原法
首先利用氧化劑將石墨逐層氧化，然后利用超聲等方式將已氧化的層剝離，之后再利用還原劑將氧化石墨層還原，即得到石墨烯。
這種制作工藝的優點是成本低廉，生產效率較高；缺點是制得石墨烯電池的尺寸由原料決定，所用氧化劑和還原劑有污染環境的可能。
3、插層法
將插層物質填充到石墨的層間隙中，比以此克服層間范德華力，使得各層分散開，從而得到石墨烯。該方法仍處于研發階段。