本发明公开一种基于光纤的光声锂电池检测系统，属于电池结构健康监测领域。包括：激励模块、信号解调模块、检测模块以及光纤耦合器。激励光经过波束整形单元、光纤耦合器和光纤超声探头入射到电池表面，产生超声信号。探测光经过光纤环形器、光纤耦合器、光纤超声探头后被反射形成探测信号。通过位移控制平台移动锂电池，可以得到锂电池不同部位的超声信号，从而产生对应的探测信号，经分析得到锂电池不同部位的结构信息，实现对电池结构的成像。本发明采用光学、超声相结合的方法，可在实际应用中测量锂电池内部结构数据，实现对电池内部损伤的分析与预测。本发明具备体积小、分辨率高的特点，能够对锂电池进行无损检测，具有高精度成像的能力。