锂电池里的锂和碳酸锂中的锂是同一种东西，锂电池里是 LiMnO₂，碳酸锂是 Li₂CO₃
因为碳酸锂中的锂离子和维持神经细胞生态的钠、钾离子性质类似，能影响神经细胞的电位，进而影响情绪稳定性。
这是元素周期表的左边，不难发现框出的“氢、钾、钠、镁、钙”等离子，都能影响神经细胞膜电位变化。
同时，相近位置的元素化学性质相似。
锂没有参与人体生理过程，所以锂离子出现在体内，是多余的离子。它会占用其他离子相关蛋白（通道蛋白），影响钠、钾、镁、钙等离子的活动。这些离子受锂离子影响，不能顺畅通过细胞膜，进入细胞内，因此它们对细胞的影响减弱了。
这种减弱，在健康人身上表现为情感过分平淡（也就是锂中毒，锂中毒还有其他的危险症状，比如肾衰）；对于双相情感障碍的患者，这种减弱，是治疗效果（病人稍微吃多一点也会中毒）。
双相障碍患者较健康人群神经细胞内钠和钙的浓度升高，因此神经敏感程度较常人强（具体可参见神经细胞动作电位形成的机制），而锂则可以通过上述机制降低它们的浓度（原理应该是血液中阳离子浓度是定值，锂盐多了会挤占其他离子的空间），从而达到治疗效果。
锂盐广泛改变了机体各类生理过程，几乎无选择地造成影响。除了“离子”机制，其他机制要复杂得多，我猜人体可能还是有锂盐受体的，而且和其他离子不重叠：
锂盐作为相似离子，可以通过竞争，降低依赖钠离子的细胞质内的信号传递效率，也就是影响了第二信使系统的活性。第二信使系统功能包括调节神经递质、“蛋白激酶 C”和“花生四烯酸”活性，前者与情绪有关，后 2 者与炎症和细胞活性有关。
i）调节神经递质多巴胺和 5- 羟色胺通路，多巴胺和五羟色胺通路调节后能温和地分泌出来，而不是爆发，这两种递质影响了情绪稳定性；
ii）降低蛋白激酶 C 活性，百度百科这么说的（没有详细翻教材，如有纰漏请纠正我）：蛋白激酶 C 作用是①活化 Na+-K+ 泵、②使细胞内 H 离子减少、③提高细胞质中的 pH。蛋白激酶 c 活性降低后，神经细胞钠钾泵活性随之降低，这让静息电位维持在“负电位绝对值较小”的状态，也就是膜内外电势差较小，这让动作电位在此之上恰当地发生和恰当地消退，从让抑郁情绪不至于严重，躁狂情绪不至于剧烈，从而起到稳定心境的作用。（我猜的，有待验证，如找到相关文献请一定在评论区分享）
减少花生四烯酸的更新率，这段话同样来自百度百科：在血液、肝脏、肌肉和其他器官系统中作为磷脂结合的结构脂类起重要作用，是许多循环二十烷酸衍生物的生物活性物质，如前列腺素 E2（PGE2）、前列腺环素（PGI2）、血栓烷素 A2（TXA2）和白细胞三烯和 C4（LTC4）的直接前体。可以看见花生 4 烯酸生成主要是炎症物质，我记得有文献提到双相的发生可能与炎症有关（可能是神经系统炎症，可能是炎性物质进入颅内，具体有待研究），锂盐减少花生四烯酸更新，从而达到消炎效果，情绪从而变得稳定，但我觉得此说法证据不足。
锂也通过对 N- 甲基 -D- 天冬氨酸（NMDA）通路的调节发挥神经保护作用。
reference
Maudsley 精神科处方指南
PS：
评论中有人询问同为抗躁狂（也可抗癫痫）的丙戊酸钠的药理，我也在评论区附带了回答链接，其中问到丙戊酸钠中“钠”可不可以换成别的元素，我也在相应的回答中给了猜想（评论区中可见）。
其次，锂盐和丙戊酸盐都可以抗躁狂，是不是可以做一种药把两者结合起来，这样药效不是更强了吗？我个人觉得两种药联用并不会增加药效，反而增加了副作用。但是丙戊酸锂（这东西目前不是药）作为一个化合物和“碳酸锂联用丙戊酸钠”还是有区别的，我找到下面这位知友的看法，我觉得有趣，贴上：
http://www.zhihu.com/pin/1286330554380677120
祝所有人，心气平和，身体健康。