โยชิโนะเริ่มพัฒนาแบตเตอรี่ที่สามารถประจุไฟใหม่ได้โดยใช้พอลิอะเซทิลีนใน พ.ศ. 2524[8] พอลิอะเซทิลีนเป็นพอลิเมอร์นำไฟฟ้าที่ค้นพบโดยฮิเดกิ ชิรากาวะซึ่งต่อมาได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีใน พ.ศ. 2543[7] สองปีถัดมาโยชิโนะได้ดัดแปลงแบตเตอรี่ต้นแบบโดยใช้ลิเทียมโคบอลต์ออกไซด์ (LiCoO2) เป็นแคโทด (ขั้วลบ) และพอลิอะเซทิลีนเป็นแอโนด (ขั้วบวก) ซึ่งลิเทียมโคบอลต์ออกไซด์นั้นค้นพบใน พ.ศ. 2522 โดยเอ็น. เอ. กอดชอลล์และคณะจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด[9][10][11] และโดยจอห์น กูดอินัฟและโคอิจิ มิซูชิมะจากมหาวิทยาลัยออกซฟอร์ด[7] ขั้วแอโนดของแบตเตอรี่นี้ไม่มีโลหะลิเทียมอยู่ แต่ในระหว่างประจุไฟนั้นลิเทียมไอออนจะแพร่จากขั้วแคโทด LiCoO2 ไปยังขั้วแอโนด ซึ่งเป็นต้นแบบไปสู่การพัฒนาแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน[7]

พอลิอะเซทิลีนมีความหนาแน่นต่ำ ทำให้ต้องใช้เนื้อที่มากและทำให้แบตเตอรี่มีขนาดใหญ่ตามไปด้วย นอกจากนี้ยังมีปัญหาด้านความเสถียร โยชิโนะจึงเปลี่ยนมาใช้คาร์บอนเป็นขั้วแอโนดแทน ใน พ.ศ. 2528 โยชิโนะจดสิทธิบัตรแบตเตอรี่ลิเทียมที่เขาประดิษฐ์[7][12][13] ซึ่งถือเป็นการกำเนิดแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนแบบที่ใช้ในปัจจุบัน[7] แบตเตอรี่ในลักษณะนี้จัดจำหน่ายโดยโซนี่ใน พ.ศ. 2534 และเอแอนด์ทีแบตเตอรี่ (กิจการร่วมค้าระหว่างอาซาฮิคาเซและโตชิบา) ใน พ.ศ. 2535[14]