钠离子电池是一种以钠离子为电荷载体的二次电池，依靠钠离子在正极和负极之间移动来进行充电和放电。
其工作原理是：在充放电过程中，Na+在两个电极之间往返嵌入和脱出。充电时，Na+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，同时电子的补偿电荷经外电路供给到负极，保证正负极电荷平衡；放电时则相反，钠离子从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极，利用钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电。
钠离子电池具有以下一些特点和优势：
1. 成本低：钠元素在地壳中的储量丰富，其价格相对低廉，采用的电极材料如钠盐等，原料成本也较低。
2. 原材料丰富：钠资源分布广泛，相比锂资源更易获取。
3. 安全性较好：热稳定性相对较好。
4. 能量密度可与磷酸铁锂电池相媲美：虽然低于一些锂离子电池，但能满足一定的应用需求。
5. 低温性能和快充方面有优势：在高寒地区高功率应用场景以及需要快速充电的情况下表现良好。
6. 无过放电特性：允许钠离子电池放电到零伏。
然而，钠离子电池也存在一些局限性，例如大多数钠离子电池包含液体电解质，存在一定易燃性风险。
钠离子电池的电极材料主要是钠盐。正极材料一般可分为层状过渡金属氧化物、聚阴离子型化合物、普鲁士蓝类化合物等。负极材料主要包括碳材料（如石墨、无定形碳和纳米碳材料等）和非碳材料（如钛基材料、有机类材料、合金类材料等）。
在电解液方面，一般由溶剂、钠盐以及添加剂等构成，钠盐常见的有高氯酸钠、三氟甲磺酸钠、六氟磷酸钠等；溶剂通常为碳酸二甲酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯和乙二醇二甲醚等的一种或多种混合物。
隔膜起到对正、负极进行物理分隔的作用，同时确保溶剂分子的浸润和渗透，允许溶剂化钠离子快速通过。常见的隔膜有 PP、PE、PP/PE、PP/PE/PP 隔膜、陶瓷隔膜等。
钠离子电池在储能和低速电动车等领域具有应用潜力，但其发展仍处于产业化初期。目前，一些企业和研究机构正在不断探索和改进钠离子电池的技术，以提高其性能和竞争力。随着技术的进步，钠离子电池有望在未来得到更广泛的应用。常见的钠离子电池品牌制造商有英国 Faradion 公司、美国 Natron Energy 公司、北京中科海钠科技有限公司等。
以下是钠离子电池发展历程中的一些重要事件：
- 20 世纪 60 年代，开始研究高温钠电池。
- 1967 年，美国福特公司构建出高温钠硫电池。
- 1976 年，提出新的电解质 nasicon 型固体电解质。
- 1978 年，发明钠-氯化镍（zebra）电池。
- 2003 年，钠硫电池商业化。
- 2000 年，发现合适的负极材料葡萄糖基硬碳。
- 2007 年，发现聚阴离子型正极材料。
- 2010 年后，大量不同的钠离子电池正负极材料被发现。
- 2011 年，全球首家钠离子电池公司 Faradion 于英国成立。
- 2014 年，中国科学院物理研究所胡勇胜等人首次发现可提高层状氧化物正极材料的储钠容量，并提出一系列低成本铜铁锰基正极材料。
- 2015 年，提出使用无烟煤制备无定形碳负极材料。
- 2017 年，北京中科海钠科技有限公司成立。
- 2018 年，钠离子首次应用于低速电动汽车领域。
- 2021 年 7 月，宁德时代正式推出钠离子电池。
- 2022 年 4 月，湖南立方新能源科技有限责任公司举行第一代钠离子电池发布会。
- 2022 年 11 月，全球首条吉瓦时（GWh）级钠离子电池生产线产品下线。