Kararlı inorganik iskelet yapısına sahip metal oksitler genellikle son derece uzun bir çevrim ömrü gösterirler, ancak nispeten yüksek molekül kütleleri nedeniyle özgül kapasiteleri genellikle düşüktür ve ticarileştirme ihtiyaçlarını karşılamak zordur.
Organik anot malzemelerinin en büyük özelliği düşük maliyetli ve çeşitli yapıda olmasıdır, ancak yine de düşük ilk döngü coulomb verimliliği, çevrim sırasında polarizasyon sorunları, düşük elektron iletkenliği, organik moleküllerin elektrolitlerde çözünmesi vb. gibi birçok sorun vardır. Genel olarak, organik sodyum iyon pillerinin geliştirilmesi büyük bir potansiyele sahiptir, ancak bu tür malzemeler üzerindeki mevcut araştırmalar hala emekleme aşamasındadır.
Dönüşüm ve alaşımlama reaksiyonuna dayalı anot malzemelerinde en büyük sorun, sodyum giderme işlemi sırasında oluşan büyük hacim değişiminin aktif malzemenin toz haline gelmesine yol açması ve bunun sonucunda da hızlı kapasite azalmasına neden olmasıdır.
Karbon bazlı anot malzemeleri esas olarak amorf karbonu (sert karbon ve yumuşak karbon dahil) ifade eder. Şu anda, ana çalışma döngü sürecinde kapasite düşüşünü engellemeye ve birinci döngü coulomb verimliliğini iyileştirmeye odaklanmaktadır. Yumuşak karbon ve indirgenmiş grafen oksitlerin özgül kapasitesi çok yüksek olabilir, ancak karşılık gelen çalışma voltajı da yüksektir. Bu nedenle, bu malzemelerin araştırma odağı yalnızca birinci döngü coulomb verimliliğini iyileştirmek değil, aynı zamanda çalışma voltajını daha da azaltmaktır. Şekil 3'te görülebileceği gibi, sert karbon (HC) genellikle düşük bir çalışma potansiyeline ve nispeten yüksek bir kapasiteye sahiptir ve bu nedenle, mevcut ticari sodyum iyon pil ürünlerinde kullanılan negatif elektrot neredeyse tamamen sert karbondur.