碳酸锂是锂工业中的基础产品，是制备有机和无机锂化合物最重要的中间产物。碳酸锂本身具有多级晶体结构，反应结晶一步法难以制备得到高纯度、形貌可控的碳酸锂产品，采用传统的反应-结晶多步纯化法过程复杂、物料和能量消耗多、成本高。因此，需要解析高纯超细碳酸锂形成机理和调控技术，探索以产品功能为导向的高品质碳酸锂结晶过程的多尺度调控方法。　　在分子水平上，采用MS进行分子动力学模拟，揭示了饱和溶液蒸发法和反应结晶法中碳酸锂晶体的生长机理。接入水分子后，碳酸锂晶体(11-1)和(002)面的面积增加，(110)面消失，晶体沿着(002)面生长。在碳酸锂反应结晶过程中发现碳酸锂的一种新的晶形，构建NaCl-H2O碳酸锂分子层，计算得到晶面的生长速度为(002)＞(110)＞(11-1)＞(20-2)，将实验与预测模型进行对比，SEM和XRD图谱吻合程度好，模型准确可靠。同时研究了察尔汗盐湖卤水中常见金属离子对碳酸锂晶习的影响，Na+离子的存在使得碳酸锂形成细条状晶体，聚结程度增大。K+离子浓度逐渐增加使得碳酸锂晶体由长柱状转变成片状结构，主要生长晶面变成(-1-11)和(1-1-1)面，Ca2+离子生成片状的碳酸钙嵌入或附于晶体上，Mg2+离子生成絮状的碳酸镁包裹在晶体表面。　　为了得到高纯度的碳酸锂，对其制备过程进行优化。研究发现，最佳工艺参数为:反应时间70min，反应温度90℃，搅拌速度200rpm，氯化锂初始浓度25g/L，加料速度15ml/min，碳酸钠的用量理论值的1.1倍，碳酸钠浓度260g/L，洗涤4次。再选取4个影响最大的因素:反应温度、加料速度、锂浓度和碳酸钠浓度，取收率和纯度作为双响应值，其进行了CCD实验设计，分析各个因素的影响以及交互作用，建立了预测模型，验证模型显著且可靠，同时稳定制备出纯度在99.5％以上的碳酸锂产品，粒径分布均一。　　从设备表达角度来考察，研究发现超重力反应器制备得到的碳酸锂晶体粒径明显小于夹套反应器，且均一性更高。选取了超重力-反应结晶工艺过程进行优化，发现碳酸锂反应结晶过程的最优工艺参数为:反应器稳定时间2min、转盘转速3000rpm、流速250ml/min、陈化时间6h，在最优条件下制备得到粒径要求达到电池级碳酸锂的标准要求的产品。同时，以5000t/y的电池级碳酸锂为超重力反应结晶器的设计目标，对结晶器进行了核心部件的工程化初探，为工业化应用提供一定的参考。