钠离子电池的主要材料包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜、集流体等。
其中，正极材料是决定电池性能和成本的主要因素之一，当前主流的钠离子电池正极材料主要有层状氧化物、普鲁士类化合物、聚阴离子化合物等。
层状氧化物在能量密度、循环寿命、倍率性能、物料成本等方面综合表现较好，已率先实现产业化。
聚阴离子化合物稳定性高，具备最长的理论循环寿命，落地低速车、储能等应用前景广阔，产业化速度较快。
普鲁士蓝类化合物尽管在能量密度、物料成本等方面具备优势，但由于制备结晶化及热失控后产生有毒气体、循环寿命较短等问题亟待解决，目前产业化进度较慢。
部分生产这些正极材料的代表性企业有：湘潭电化、攀钢钒钛、安庆曙光等。
另外，钠离子电池的负极可选用无烟煤前驱体；正极和负极的集流体均可使用廉价的铝箔。在电解液方面，有研究显示，具有阳极属性和阴极属性的对称电极材料 na2vti（po4）3 可用于钠离子电池的电极材料生产，其具有平坦电化学平台的特质，能够组装成钠离子对称全电池，且具备超长的循环寿命和卓越的倍率性能等优异的电化学性能。
中国科学院过程工程研究所的研究团队还通过激发惰性磷酸铁钠提升了铁基磷酸焦磷酸盐正极材料的可逆容量和能量密度，其研究的磷酸焦磷酸铁钠【na4fe3（po4）2p2o7，nfpp-4.0】理论容量达130mah/g，电压近3.1v，空气中稳定。优化后的新型 na4.5fe3.5（po4）2.5p2o7（nfpp-4.5）的可逆容量达130mah/g，能量密度达400wh/kg。
钠离子电池的材料体系在不断发展和优化中，随着技术的进步，可能会有更多性能优异的材料被应用于钠离子电池。