本发明涉及一种阳极电泳漆介导电化学组装石墨烯散热层及其制备方法,通过先取阳极电泳漆加入到氧化石墨烯水溶液中制得电解液,再取基底放入电解液中,利用电化学方法在基底上沉积得到石墨烯散热层,最后将沉积有石墨烯散热层的基底先进行冷冻干燥,再进行热还原处理,最终制备得到的所述石墨烯散热层,具有三维孔隙结构,一方面有利于热量通过石墨烯面内传导从而增强其导热效果,另一方面通过增强辐射及对流面积而增强其散热效果。此外,电解液中加入的阳极电泳漆能够伴随着石墨烯电化学沉积过程一起沉积在金属表面,从而增强石墨烯/石墨烯、石墨烯/基底的界面结合力,进一步增强界面传热效果。本发明采用的电化学方法操作简单,高效环保。