本发明公开了一种框板式复极电化学膜反应系统及其在高含镁盐湖卤水预处理中的应用,其中框板式复极电化学膜反应系统包括依次设置的单元池一、单元池二和单元池三,单元池一和单元池二之间通过设置的阳离子膜A分隔,单元池二和单元池三之间通过设置的阳离子膜B分隔;在阳离子膜A的两侧分别设置有电极1和电极2;在阳离子膜B的两侧分别设置有电极3和电极4。本发明采用电沉积法耦合电渗析法,在电场的作用下,离子可定向迁移,在电沉积卤水中镁离子生成氢氧化镁沉淀时,同步进行电渗析,实现锂、铷和铯分离。