钠离子电池主要由正极材料、负极材料、电解质和隔膜等关键部件组成。钠离子电池的工作原理和锂离子电池相似，都属于“摇椅式”。充电时钠离子从正极材料脱出后，经过电解质嵌入负极材料中。与此同时电子则从正极经由外电路运动到负极，以维系整个系统的电荷平衡。放电过程则与充电过程相反。其中钠离子电池正、负极材料体系为决定性因素，电解质主要与正、负极材料体系进行选择匹配使用。 与锂电池相比，钠电池的优势在于：1)资源丰富和低成本：相比锂离子的稀缺性，钠离子在地壳元素中的储能更丰富，因而成本低，可成为锂离子电池很好的补充，截至 2022 年11 月数据，碳酸钠价格约为碳酸锂价格的 1/200，此外钠电池的正负极均采用铝箔，可进一步降低成本；2)宽温性：在-40℃~80℃的温度范围内均有较好的容量保持率；3) 快充和倍率性好：相同浓度的钠离子电池电解液比锂离子电池电解液具有更高的离子电导率，同时钠离子在极性溶剂中具有更低的溶剂化能，使其在电解液中具有更快的动力学性质，具有更高的电导率；4)安全性：钠电池可在零电压下保存及运输，无运输安全风险，在短路时，自发热热量少，无起火/爆炸等隐患；5)生产：与锂离子电池具有类似的工作原理和材料构成，生产经验和设备可以部分兼容。 钠离子电池技术实用化的痛点在于：1)钠离子质量比锂离子重，电负性不及锂，因而能量密度不及锂。同类电极材料钠离子电池的电压比锂离子电池低，因此钠离子电池比容量低，能量密度也低。2)钠离子体积更大，难以脱嵌，循环性能较差。钠离子半径比锂离子大，因此导致钠离子在刚性结构中相对比较稳定，难以可逆脱嵌。即使可以发生脱嵌，钠离子嵌入脱出的动力学很慢，并且容易引起电极材料的结构产生不可逆的相变，从而降低了电池的循环性能。