负极以硬碳为主，软碳为辅。
钠离子电池和锂离子电池的工作原理非常接近，但电池材料方面存在一定差异。钠离子电池是利用钠离子在充放电时，在正极、负极 材料中反复地嵌入、脱出，从而发生可逆的氧化还原反应，故其工作原理与锂离子电池相似。电池材料方面，钠离子电池也是由正极、 负极、电解液、隔膜、集流体等材料构成，材料上的差异主要体现在正极、负极和集流体方面。
钠离子电池正极三种路线，性能上各有优缺点。层状氧化物比容量较高、压实密度高，但空气稳定性一般。普鲁士蓝/白化合物比容量高， 价格低廉，但其结晶水的存在会影响电化学性能。聚阴离子化合物稳定性好、循环性能好，工作电压高，但比容量较低、导电性差。
钠电层状氧化物正极与锂电三元正极在制备方法上相似。制备方法主要有固相法和液相法。其中固相法采用金属氧化物与钠源进行球 磨，从而混合均匀，再进行高温煅烧。此方法流程简单，但是需要较高的温度，且产品的均一性较差。液相法先通过金属盐与碱溶液 进行共沉淀反应，生成前驱体，再混合钠源，进行煅烧，得到层状氧化物。此方法虽然流程上相较固相法更多，但可以通过控制反应 条件，制备出均一性更好、振实密度更高的产物。钠电层状氧化物正极与锂电三元正极的生产设备兼容，适合大规模生产。
普鲁士蓝类正极通常采用共沉淀法制备。普鲁士蓝类正极可以通过热分解法、水热法、共沉淀法合成。其中热分解法和水热法生产效 率和产率较低，且合成过程中容易造成亚铁氰根分解，产生毒气。共沉淀法可以视为安全环保且能够大规模制备此类材料的方法，其 工艺简单、无需高温烧结，成本低廉。主要通过亚铁氰化钠、过渡金属盐、络合剂等，进行共沉淀反应，制备而成。络合剂的加入， 可以降低过渡金属盐与亚铁氰化钠的反应速度，从而减少空位和结晶水的形成。加入抗氧化剂和使用惰性保护气氛的目的是使过渡金 属离子始终处于低价态，从而保证最终产物中较高的钠含量。
可以通过采用表面包覆、金属元素掺杂、改进工艺等方法降低结晶水和空位。星空钠电公开了一种利用氧化钙降低普鲁士蓝结晶水含 量的方法（专利公开号CN115180634A），其将氧化钙与普鲁士蓝研磨混合后，在惰性气氛中加热，在不破坏普鲁士蓝晶形结构的同时， 有效除水。
主流的聚阴离子正极为磷酸盐聚阴离子和硫酸盐聚阴离子，如磷酸钒钠和硫酸铁钠。钒价高昂，且随价格波动剧烈，钒源成本高达钠 电正极原料成本96%，从磷酸钒钠向磷酸锰/铁钒钠体系的“降钒”有望降低成本。 众钠能源主推硫酸铁钠体系，通过硫酸亚铁和硫酸钠简单的工业级原料，搭配碳纳米管，经过混合后煅烧，即可制备。其优势在于：1） 材料很纯，原材料100%利用。2）能耗很低。3）环保、工艺简单，不产生污染和副产物。4）材料烧结温度相对较低，相比于锂电和层 状氧化物七八百度以上的温度。此外，可直接沿用目前现有磷酸铁锂的生产设备。
钠电负极主要采用硬碳和软碳。石墨是商业化的锂离子电池负极材料，但因为钠离子半径大于锂离子，石墨的层间距对于钠电而言过 小，钠离子在石墨层间嵌入和脱出较为困难，故钠离子电池负极材料使用结构含有大量的缺陷的无定形碳（包括硬碳和软碳），其储 钠容量相比石墨更大。软碳是指在2500℃以上的温度下可以石墨化的碳材料，否则即为硬碳。 硬碳作为钠电负极，其比容量较高，但由于其原料多为生物质，产率偏低，成本高。软碳相对于硬碳在结构上更为有序，故储钠比容 量较低，但采用煤、沥青等原料，其成本低。
目前主流厂商在钠电负极上的布局，以硬碳为主，软碳为辅。 硬碳原料多样，其中生物质原料制备硬碳为主流选择。生物质原料可选范围多样（椰壳、秸秆、毛竹等），所制备的硬碳综合性能适 中，但需要解决原料稳定供应和产品一致性等问题；高分子类原料（酚醛树脂等），其所制备的硬碳比容量高，产品均一，结构易调 控，但是成本高昂；沥青、无烟煤等原料虽然成本较低，但是其所制备的硬碳比容量相对较低。
钠离子电池电解液与锂离子电池电解液配方相似，均由电解质、溶剂和添加剂组成。 碳酸酯类溶剂EC和PC，具有电化学窗口宽、介电常数大、化学稳定性好的优点，是钠电池优异的有机溶剂。醚类溶剂，因其在钠电体 系中具有更好的抗氧化还原能力，可以在负极表面生成薄且稳定的SEI膜和高的首次库仑效率，也可于钠电池，但其很少在锂电池中 使用。 溶质从锂电池的六氟磷酸锂（LiPF6）换成钠电池的六氟磷酸钠（NaPF6）。两者合成的原理和技术路线相似，六氟磷酸钠容易量产。 添加剂方面，钠电与锂电体系并无太大区别，主要有成膜添加剂、阻燃添加剂、过充保护添加剂等。
