钠离子电池是摇椅式二次电池，与锂离子电池原理一致。钠和锂属同一主族元素，在电池工作中均表现出相似的“摇椅式”电化学充放电行为。钠离子电池在充电过程中，钠离子从阴极脱出并嵌入阳极，同时电子通过外部电路，嵌入阳极的钠离子越多，充电容量越高；放电时，发生相反的过程，回到正极的钠离子越多，放电容量越高。 与锂离子电池内部结构一致，钠离子置换锂离子。与锂电池一样，钠电池主要由正极、负极、集流体、电解液和隔膜组成。由于钠离子的半径比较大，因此阴阳极材料优先选择规律的层状结构，通过层间距的设计是钠电池性能表现的关键参数。 20世纪70年代末期，人们对钠离子电池和锂离子电池几乎同时开展研究工作，但由于受到当时研究条件的限制以及锂离子电池的浓厚兴趣使得钠离子电池在早期研究处于缓慢和停滞状态，早期钠离子电池研究主要集中在钠硫电池。钠硫电池最早由在美国福特公司工作的Kummer和Weber于1966年提出，早期的研究主要集中在电动汽车的应用上。早期钠硫电池以其低成本和能量密度的明显优势，在大规模储能系统方面得到了广泛的研究和应用。钠硫电池仍面临循环过程中容量衰减快、可逆容量低的关键挑战。这些问题是由在充电/放电过程中形成的硫和含硫物质的低电子电导率引起的。同时，不可避免地溶解的可溶性多硫化物严重穿梭于负极，参与氧化还原反应，在负极表面形成不溶性硫化物，导致库伦效率低和活性物质损失，这些问题都阻碍了钠硫电池的进一步发展。