碳酸锂是一种无色单斜晶系结晶体或白色粉末，在600℃以下具有热稳定性，618℃开始分解成氧化锂和二氧化碳。碳酸锂的溶解度随着水温的升高而降低，且溶解度小于其他碱金属碳酸盐，因此易于与其他盐类分离。
碳酸锂为白色单斜状的碱性晶体，具有稳定性，在空气中不会潮解。它在水中的溶解度很小，可以通过沉淀溶液中锂离子的方法来制备。溶解度随温度升高而降低。碳酸锂不含结晶水。由于锂离子的极化性较强，碳酸锂的热稳定性较其他碱金属碳酸盐差，加热到熔点以上时会发生分解，产生氧化锂和二氧化碳。
Li2CO3?Li2O+CO2↑
将二氧化碳通入碳酸锂的水悬浮液中时，碳酸锂会转变为酸式碳酸锂而溶解。如果再将酸式碳酸锂的溶液加热，则会放出二氧化碳，并沉淀出碳酸锂。这个性质可用于除去碳酸锂中的杂质。
碳酸锂可用于治疗精神疾病，尤其在躁狂症的治疗中常被使用。
碳酸锂可通过吸入其气溶胶和通过食入被吸收到体内。
短期接触碳酸锂会刺激眼睛、皮肤和呼吸道。该物质可能对中枢神经系统造成影响。
20℃时蒸发可忽略不计，但扩散时，尤其粉末可较快达到空气中颗粒物有害浓度。
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