Metaloxider med en stabil uorganisk skeletstruktur udviser ofte en ekstremt lang cykluslevetid, men på grund af deres relativt høje molekylære masse er den specifikke kapacitet generelt lav, og det er vanskeligt at opfylde kommercialiseringens behov.
Det største træk ved organiske anodematerialer er lave omkostninger og forskellig struktur, men der er stadig mange problemer, herunder: lav coulomb-effektivitet i første sløjfe, polarisationsproblemer under cykling, lav elektronledningsevne, opløsning af organiske molekyler i elektrolytter og så videre. Generelt har udviklingen af organiske natriumion-batterier et stort potentiale, men den nuværende forskning i sådanne materialer er stadig i sin vorden.
Det største problem med anodematerialer baseret på omdannelse og legeringsreaktion er, at den enorme volumenændring i processen med natriumfjernelse fører til pulveret af det aktive materiale, hvilket resulterer i hurtigt kapacitetsforfald.
Kulstofbaserede anodematerialer refererer hovedsageligt til amorft kulstof (herunder hårdt kulstof og blødt kulstof). På nuværende tidspunkt fokuserer hovedarbejdet på at hæmme kapacitetsfaldet i cyklusprocessen og forbedre effektiviteten af den første loop-coulomb. Den specifikke kapacitet af blødt kulstof og reducerede grafenoxider kan være meget høj, men den tilsvarende driftsspænding er også høj. Derfor er forskningsfokus for disse materialer ikke kun at forbedre den første loop-coulomb-effektivitet, men også at reducere driftsspændingen yderligere. Som det kan ses af figur 3, har hårdt kulstof (HC) sædvanligvis et lavt driftspotentiale og en relativt høj kapacitet, og derfor er den negative elektrode, der anvendes i nuværende kommercielle natriumionbatteriprodukter, næsten udelukkende hård kul.