傳統(tǒng)電池使用的是液態(tài)電解液以及金屬氧化物作為正極材料，同過(guò)陽(yáng)離子在固液界面通過(guò)循環(huán)性的遷移實(shí)現(xiàn)電化學(xué)儲(chǔ)能。鋰電池有機(jī)電解液的帶隙窗口是 ，但是它的LUMO低于堿土金屬并且易燃。如果電池負(fù)極的電壓（費(fèi)米能級(jí)）低于鋰金屬的費(fèi)米能級(jí)(1.3 eV)就會(huì)在電池的負(fù)極形成一個(gè)SEI膜來(lái)防止電解液在負(fù)極放生還原反應(yīng)。當(dāng)高電壓的鋰離子電池的SEI膜中的鋰來(lái)自于正極材料時(shí)會(huì)降低電池的容量。目前，市場(chǎng)上使用的移動(dòng)設(shè)備的電源絕大部分使用的是碳負(fù)極，但是它的體積容量很低，并且正極的氧化物在工作電壓高于4.3 V （vs. Li+/Li）時(shí)，材料的結(jié)構(gòu)會(huì)變得不穩(wěn)定。因此，需要一個(gè)昂貴的系統(tǒng)來(lái)管理復(fù)雜的電池充放電過(guò)程。人們嘗試使用鋰合金負(fù)極來(lái)提高電池的體積容量，但是失敗了。金屬鈉由于價(jià)格低廉，并且易得，引起了人們的注意。但是鈉電池的容量普遍低于鋰電池，并不能達(dá)到目的。