本发明涉及新材料领域，具体涉及石墨烯的制备方法，即一步电化学阴极剥离石墨制备石墨烯储能材料的方法。该方法以惰性电极为阳极、高纯石墨为阴极，以季铵盐有机溶液为电解液，用可调节电压直流电源为电源，在恒定的电压–5~–100V强阴极极化，在强阴极电压的作用下，溶剂化的季铵盐可插入到层状的石墨中，造成石墨电极表面单层或多层膨胀，同时溶剂在强阴极的电势作用下分解并产生气体，从而进一步剥离石墨形成石墨烯。该法仅需直流稳压电源，无需其它特殊设备，该法获得石墨烯简便易行，过程易于控制，成本低、无污染，便于工业化推广应用。所制备的石墨烯可广泛应用于能源存储、能源转换、电子器件、生物传感等领域。