本发明涉及一种锂离子电池内部各层级厚度及表面形貌的检测方法，包括：(1)选取待测试样品；(2)获取样品未测试前的波形信号；(3)对测试样品进行组装电池实验；(4)取出组装后的样品获取测试后的波形信号；(5)通过与测试样品初始波形信号对比，分析其厚度和表面形貌差异信息；(6)确定样品厚度和表面形貌变化。本发明技术方案通过测量锂离子电池内部各层级的厚度和表面形貌，掌握锂离子电池在使用过程中厚度和表面形貌的变化情况，发现电池内部存在的安全隐患，提高锂离子电池在运行过程中的安全性。