石墨烯电池的原理主要基于石墨烯材料的优异性能，包括高导电性、高表面积和高可充放电速率等。石墨烯是一种由碳原子构成的单层薄片材料，具有极高的导电性、导热性和机械强度，是目前已知的最薄、最强、最导电的材料之一。
石墨烯电池的工作原理是在石墨烯电极上形成可逆化学反应，将电能转化为化学能，并在需要时将化学能转化为电能。石墨烯电极的制备通常采用全氟磺酸盐电解液和石墨烯片进行氧化还原反应，生成氧化石墨烯和还原石墨烯材料。由于石墨烯的高表面积和高导电性，可以容纳更多的电子，导致附加电容增加，提高了电池的能量密度、功率密度和循环寿命。
具体来说，石墨烯电池利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性来存储能量。这种特性使得石墨烯电池在能量转换和存储方面表现出色。石墨烯电池的机理主要依赖于其高导电性和快速离子传输能力，以及独特的能量存储方式，这些特性使得石墨烯电池在能量转换效率、高温稳定性方面具有显著优势。
此外，石墨烯电池还可以利用环境热量自行充电。实验表明，将石墨烯放在氯化铜溶液中，通过环境热量使铜离子与石墨烯发生反应，从而产生电压。这种方法利用了石墨烯的高导电性和快速离子传输能力，使得电池在常温下就能通过环境热量自行充电，并且可以持续运行较长时间。
综上所述，石墨烯电池的原理是利用石墨烯材料的高导电性、高表面积和高可充放电速率等特性，通过可逆化学反应实现高效能量储存和释放。石墨烯电池在能量转换和存储方面表现出色，并且可以通过环境热量自行充电，具有较长的使用寿命和较高的能量密度。