本发明属于锂硫电池监测领域，并具体公开了一种可实时监测内部物态变化的锂硫电池及其制备、监测方法，包括如下步骤：将光纤传感器穿入三维泡沫铝集流体中，然后将硫正极浆料涂覆在三维泡沫铝集流体上得到极片，以该极片作为电池正极封装得到可实时监测内部物态变化的锂硫电池。监测时，将锂硫电池上的光纤传感器与光纤解调仪连接，并在锂硫电池所处的外部环境中固定另一根光纤传感器作为环境光纤，锂硫电池进行充放电，通过光纤解调仪同时对锂硫电池上的光纤传感器和环境光纤获取的信号进行信号解调，得到去除环境因素影响后的锂硫电池内部状态监测信息。从而在不影响电池正常运行的情况下，实现对充放电过程中电池内部物态变化的实时监测。