鈉離子電池的工作原理與鋰離子相似，充電時，Na＋從正極脫出經過電解質嵌入負極，同時電子的補償電荷經外電路供給到負極，保證正負極電荷平衡。放電時則相反，Na＋從負極脫嵌，經過電解質嵌入正極。在正常的充放電情況下，鈉離子在正負極間的嵌入脫出不破壞電極材料的基本化學結構。鈉離子的能量密度達到120wh/kg,成本只有磷酸鐵鋰電池的三分之一，安全使用壽命周期在15-20年。有機體系鈉離子電池的能量密度達到170wh/kg。鈉離子電池的安全性能更高、電解液更穩定，鈉電可放電至0伏，在儲存、運輸更安全、更穩定，在低溫快充、高功率性能更優異，15分鐘可充滿80%電量，在-25℃可保持85%的電量。

原理上，鈉離子電池最主要的特征就是利用Na+代替了價格昂貴的Li+，為了適應鈉離子電池，正極材料、負極材料和電解液等都要做相應的改變。相比于鋰元素，鈉離子電池的優勢在于資源豐富，鈉資源約占地殼元素儲量的2.64%獲得鈉元素的方法也十分簡單，因此相比于鋰離子電池，鈉離子電池在成本上將更加具有優勢。

雖鈉離子電池能量密度不及鋰離子電池，但就目前碳酸鋰價格高漲的形勢來看，鈉離子電池仍然具有十分廣泛的應用前景：對于能量密度要求不高的領域，在電網儲能、調峰，風力發電儲能等方面應用前景廣闊。未來鈉離子電池將逐步取代鉛酸電池，在各類低速電動車中獲得廣泛應用，與鋰離子電池形成互補。