鈉離子電池與鋰離子電池原理類似，鈉離子存在本征缺陷。鈉離子電池是一種二次電池，主要依靠鈉離子在正極和負極之間移動來工作，與鋰離子電池工作原理、結構相似。雖然鈉和鋰處于同一主族，具有很多相似的物理化學性質，但是鈉離子相對鋰離子在電池應用中存在著一些不同：1）鈉的標準電極電勢(-2.71 V)低于鋰(-3.02V)，使得鈉電池的輸出功率不高。2）Na+(23 g/mol)的比重比Li+(6.9 g/mol))大，導致鈉離子電池的比能量密度相對較低。3）Na+半徑(1.02 ?)比 Li+半徑(0.76 ?)大，導致其在正負極中脫嵌相對困難。
鈉離子電池正極技術路線主要有層狀金屬氧化物、聚陰離子化合物及普魯士藍類化合物等。鈉離子電池正極材料主要包括層狀金屬氧化物、聚陰離子化合物、普魯士藍類化合物、轉化材料（過渡金屬氟化物、硫化物等）以及有機材料（共軛羰基或氧化還原活性化合物）。其中，前三類商業化程度進展較快，實際比容量可達 100-200mAh/g，三種材料各有優劣。層狀氧化物類似目前的鋰電三元正極的結構，能量密度高，但循環性差；聚陰離子化合物類似磷酸鐵鋰的結構，安全性和穩定性好，但能量密度低；普魯士藍類化合物成本低，但是導電性差。
層狀過渡金屬氧化物應用相對成熟和廣泛，主要有 O3 型和 P2 型，兩種類型各有優勢。鈉離子在層狀材料中遷移的擴散勢壘比鋰離子低，層狀化合物作為儲鈉材料非常有優勢，因此層狀過渡金屬氧化物通常成為鈉離子電池正極材料的首選。層狀過渡金屬氧化物結構通式一般為NaxTMO（2 x≤1，TM 為 Ni、Mn、Fe、Co、Cu 等 3d 過渡金屬的一種或幾種）。根據 Na+的配位環境及 O 的堆積方式，可以將層狀氧化物材料分為 O3、P3、P2、O2 等不同類型，其中鈉離子電池層狀氧化物正極材料大多以 O3 和 P2 兩種結構存在。O3 型和 P2 型各有優勢，O3 型具有更多的鈉位，可以提供更多的鈉離子，因此具有更高的理論容量和更高的初始庫倫效率，P2 型結構更穩定，鈉離子遷移的擴散勢壘比 O3 型低，因此具有更好的離子導電性和倍率性能。目前主流鈉離子電池廠家如中科海鈉、鈉創新能源、英國 FARADION 公司等都采用了層狀金屬氧化物路線。
