תחמוצות מתכת בעלות מבנה שלד אנאורגני יציב מציגות לרוב חיי מחזור ארוכים במיוחד, אך בגלל המסה המולקולרית הגבוהה יחסית שלהן, הקיבולת הספציפית נמוכה בדרך כלל, וקשה לענות על צורכי המסחור.
התכונה הגדולה ביותר של חומרי האנודה האורגניים היא עלות נמוכה ומבנה מגוון, אך עדיין קיימות בעיות רבות, כולל: יעילות נמוכה של קולומב לולאה ראשונה, בעיות קיטוב במהלך רכיבה על אופניים, מוליכות אלקטרונית נמוכה, פירוק מולקולות אורגניות באלקטרוליטים וכן הלאה. באופן כללי, לפיתוח סוללות יון נתרן אורגניות יש פוטנציאל רב, אך המחקר הנוכחי על חומרים כאלה עדיין בחיתוליו.
הבעיה הגדולה ביותר של חומרי האנודה המבוססים על המרה ותגובת סגסוגת היא ששינוי הנפח העצום בתהליך הסרת הנתרן מוביל לאבקה של החומר הפעיל, וכתוצאה מכך לדעיכה מהירה של הקיבולת.
חומרי אנודה מבוססי פחמן מתייחסים בעיקר לפחמן אמורפי (כולל פחמן קשה ופחמן רך). כיום, העבודה העיקרית מתמקדת בבלימת דעיכת הקיבולת בתהליך המחזור ושיפור יעילות הקולומב הלולאה הראשונה. הקיבולת הספציפית של תחמוצות פחמן רך ותחמוצות גרפן מופחתות יכולה להיות גבוהה מאוד, אך גם מתח ההפעלה המתאים גבוה. לכן, המיקוד המחקרי של חומרים אלה הוא לא רק לשפר את יעילות הקולומב הלולאה הראשונה, אלא גם להפחית עוד יותר את מתח ההפעלה. כפי שניתן לראות מאיור 3, לפחמן קשיח (HC) יש בדרך כלל פוטנציאל תפעולי נמוך וקיבולת גבוהה יחסית, ולכן, האלקטרודה השלילית המשמשת במוצרי סוללת נתרן-יון מסחריים היא כמעט כולה פחמן קשיח.