The development of high-performance electrochemical energy  storage  and conversion devices, including lithium-ion batteries,  supercapacitors, and fuel cells, is an important step on the road  to alternative energy technologies. Although these devices have  gained commercial success in recent years, they lack suitable  electrodes capable of both high energy density and high power  density critical for electrical vehicles. Very recently, graphene, an  aromatic monolayer of carbon atoms, not only exhibits superior  electrical conductivity and ultrahigh surface area, but also possesses  structural flexibility, chemical tolerance, and reassembly properties,  holding great promising to be applied in energy storage and  conversion devices. However, graphene nanosheets are easily  aggregated and re-stacked, resulting in the loss of their unique  properties related to the single-layer structure, hampering  their applications. Here, we propose to design and fabricate various  graphene-containing nanomaterials, including sandwhich-like graphene-based nanosheets, grapene-encapsulating  metal and metal oxides, and graphene-backboned architecutres  by harnessing the unique feature of  graphene for energy storage  and conversion. It is found that these  graphene-containing  nanomaterials  with homogenerous dispersion of graphene inside  exhibit excellect electrochemcial or electrocatalytic properites.