O grafeno tem um desempenho superior ao das baterias de iões de lítio?

Graphene é simplesmente uma forma de carbono; não é em si uma bateria.

Mas o grafeno está sendo desenvolvido para uso em baterias e supercapacitores.

Em baterias, ele poderia ser usado como um eletrodo. A vantagem aqui é que, devido à imensa área de superfície, ele poderia suportar taxas de carga e descarga mais altas. Se este projeto for bem sucedido, então sim, ele terá melhor desempenho que as baterias de corrente, mas ainda será uma bateria de íons de lítio; apenas uma com um eletrodo de grafeno.

Graphene também está sendo testado para uso em supercapacitores. Novamente, a imensa área de superfície é a chave. Neste caso, permitindo uma maior capacidade de carga. Assumindo que funciona, então ele pode superar o lithium-ion em algumas categorias, mas não em outras. Por exemplo, deve permitir taxas de carga/descarga mais rápidas por um par de ordens de magnitude. Mas o armazenamento a longo prazo será baixo (ou seja, vazamento de energia). Há também problemas práticos com a recarga de um condensador tão rápido. Se você tiver um capacitor de 100 kWh e quiser carregá-lo em 1 minuto, isso exigiria 6 MW de potência. Isso requer um cabo de carga com alta tensão (ou seja, isolamento muito espesso) e corrente elevada (condutores muito espessos). Por exemplo, uma casa leva cerca de 100 amperes a 240V. Se carregássemos o condensador a 1000A, isso exigiria 6000V. Por 1 minuto.

Então o grafeno, embora melhorando as coisas, não é algo que irá mudar a indústria da noite para o dia.