Aufgrund hoher Energie und Leistungsdichte wurden Lithium Ionen Batterien (LIBs) in großem Umfang im Bereich mobiler Elektronik und elektrisch betriebener Fahrzeuge eingesetzt und sind zu einer vielversprechenden Lösung für das Problem der Speicherung von erneuerbaren Energien geworden. Es ist allgemein anerkannt, dass neben der Elektrochemie die Mechanik eine entscheidende Rolle für die Leistung und Lebensdauer von LIBs spielt. Insbesondere leiden Elektrodenmaterialien mit einer hohen theoretischen Kapazität bereits nach wenigen Zyklen unter einer irreversiblen mechanischen Verschlechterung aufgrund hoher innerer Spannungen, was das bekannte Dilemma zwischen Kapazität und Zyklisierbarkeit von LIBs ist. Es hat in den letzten zwei Jahrzehnten eine Reihe chemomechanischer Studien sowohl auf der Ebene der aktiven Partikel als auch auf der Ebene der Zelle motiviert. Die vorliegende Arbeit präsentiert zunächst ein thermodynamisch konsistentes Framework, um ein vollständig gekoppeltes elektrochemisch-mechanisches Modell für LIB-Elektrodenmaterialien abzuleiten. Insbesondere geht es nicht nur um das chemomechanische Volumenverhalten in großen Verformungsbereichen mit Phasentrennung, sondern auch um das chemomechanische Interface Modell, das sowohl den schadensabhängigen Transport über Korngrenzen als auch ein chemomechanisch gekoppeltes Kohäsionszonengesetz für das mechanische Versagen betont. Obwohl die einzigartigen mechanischen Merkmale und Transportmerkmale von Korngrenzen oder Interfaces in polykristallinen Ionenleitern erkannt wurden, ist das Verständnis für das chemomechanische Zusammenspiel am Interface und dessen Auswirkungen unzureichend. Das abgeleitete Modell dient genau diesem Zweck. Basierend auf diesem Modell wurden 3D-Finite-Elemente-Simulationen für LiNixMnyCozO2 Fleischbällchen Partikeln durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass die verstärkte intergranulare chemische Inhomogenität die mechanische Stabilität vom Interface abschwächen und so zu GB-Rissen führen kann. Im Gegensatz dazu kann der Interfaceschaden wiederum den Transport über GB beeinflussen oder sogar blockieren, wodurch die chemische Inhomogenität weiter verstärkt wird. Dieses positive Feedback erklärt die simulierten Ergebnisse chemischer Hotspots und Oberflächendelamination, die experimentell beobachtet wurden, aber über die hochmodernen Simulationsarbeiten hinausgehen. Um den Einfluss des chemomechanischen Partikelverhaltens und der Schädigung auf die Zellleistung zu untersuchen, wird in dieser Arbeit ein Partikel-Zell Zwei Level Finite-Elemente-Modell weiter entwickelt. Das weit verbreitete Pseudo-Two-Dimensional (P2D) -Zellmodell für LIBs basiert im Allgemeinen auf einem vereinfachten Lithiumdiffusionsmodell von aktiven Partikeln mit einfacher Geometrie. Diese Arbeit präsentiert ein Zwei Level Framework, welches das P2D-Zellmodell erweitert und ein oben erwähntes chemomechanisch gekoppeltes 3D-Partikelmodell enthält. Das Zwei Level Modell ermöglicht eine detailliertere Diffusionsstudie in Partikeln allgemeiner Geometrie und kann die vollständige Kopplung zwischen Mechanik, Phasentrennung sowie Interface Transport und -beschädigung umfassen. Um die Recheneffizienz zu verbessern, haben wir einen Freiheitsgrad auf der Zell Ebene reduziert, indem wir den Ionenfluss zwischen Elektrolyt und aktiver Partikel als abhängige Größe behandelten. Das Zwei Level Framework wird gegen das ursprüngliche validiert und angewendet, um den Einfluss der Partikelgeometrie, der elastischen Eigenschaften und der Phasentrennung auf die Zellleistung zu untersuchen. Zum Beispiel zeigen die Ergebnisse, dass die abgeflachte Partikel eine bessere Zellleistung aufweist als andere kugelförmige Partikeln. Dies wird auf das mechanische Driften bei der höheren Krümmung zurückgeführt. Die Kombination des vorgeschlagenen chemomechanischen Partikelmodells und des erweiterten Partikel-Zell Zwei Level Modells bildet eine gute Grundlage für chemomechanische Simulationen von LIBs und anderen verwandten Ionenbatterien. Eine Reihe von Parameterstudien kann durchgeführt werden, die hilfreich ist um sowohl den Mechanismus und den Abbau der Partikel als auch die damit verbundene Änderung der Zellleistung aufzudecken, und kann somit als leistungsstarkes Werkzeug für das Design und die Optimierung von Multiphysik-Batterien dienen.