In dieser Arbeit werden neue Verfahren zur Charakterisierung des elektrochemischen und thermischen Verhaltens von Lithium-Ionen Zellen vorgestellt. Basierend auf diesen wird ein Modellansatz vorgestellt, der das Zellverhalten in vier Domänen (statisch und dynamisch für elektrochemisches und thermisches Verhalten) getrennt abzubilden vermag. Hierdurch wird die Übertragbarkeit auf verschiedenste Materialchemien, skalierbare Genauigkeit und eine automatisierbare Parametrierung möglich.