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