Ưu điểm của kỹ thuật điện hóa catôt là graphene thu được có hàm lượng oxi thấp và ít sai hỏng do không bị quá trình oxi hóa. Tuy nhiên, các chất điện ly chứa ion Li+ hoặc dạng ionic đều có giá thành cao, đòi hỏi nguồn điện phân cực phải điều khiển chính xác, hiệu suất chế tạo thấp là những điểm hạn chế của kỹ thuật này. Để giải quyết những hạn chế nêu trên, Thành và cộng sự đã tiến hành chế tạo graphene từ graphite trên điện cực âm trong môi trường dung dịch điện ly chứa nước, sử dụng thế phận cực cao (-60V) và catôt dạng mũi nhọn gọi là kỹ thuật điện ly plassma [48] . Hình 1.13 là mô hình thí nghiệm được sử dụng để chế tạo tấm graphene theo kĩ thuật này, trong đó graphite có độ tinh khiết cao (HG) được sử dụng cho cả cực âm và cực dương. Đầu catôt được đặt phía trên bề mặt chất điện ly trong bình điện phân, còn cực dương được nhúng vào dung dịch điện ly chứa KOH và (NH4)2SO4. Ở hiệu hiệu điện thế cao, cộng thêm hiệu ứng mũi nhọn tạo ra điện trường cao tại đầu điện cực catôt gây phản ứng phân hủy nước mãnh liệt giải phóng khí hyđro bao phủ toàn bộ bề mặt điện cực hình thành lên một lớp ngăn cách chất điện ly với điện cực, gọi là vùng plasma trong dung dịch. Sự nổ do của nhiệt độ cao của vùng plasma khiến cho khí hidro sinh ra điền vào khe giữa các lớp của thanh graphite và tách chúng ra thành graphene.
Ưu điểm của kĩ thuật điện ly plasma là tỉ lệ khuyết tật và hàm lượng oxi trong vật liệu rất thấp, thời gian chế tạo ngắn, hệ thiết bị dễ xây dựng, sử dụng chất điện ly sử dụng dung môi là nước nên giá thành thấp hơn [49]. Tuy nhiên, hiệu điện thế phân cực cao đòi hỏi phải đảm bảo an toàn khi làm việc, khó khống chế được chính xác các thông số điện hóa trong thời gian dài để có thể tự động hóa nhằm phục vụ cho mục đích sản xuất quy mô lớn.