采用溶胶凝胶法和超声辅助溶胶凝胶法制备了二价离子 M2+和四价离子 Ti4+等摩尔共同掺杂的尖晶石LiMn2O4，考察了预烧温度、烧结机制、锂锰比和锂源等对样品的影响，择优选取制备样品的工艺条件。二价金属离子分别选用了Mg2+、Ni2+和 Zn2+，通过 X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、循环伏安测试(CV)、交流阻抗谱(EIS)和电化学循环测试等分析表征手段，系统地研究了不同元素以及不同含量等摩尔共掺杂改性产物LiMn2-2xMxTixO4(M=Mg、Ni或Zn，x=0.01、0.03、0.05、0.07或0.10)的物相、形貌与电化学性能。　　实验结果表明：超声辅助溶胶凝胶法制得的样品有更好的循环稳定性，样品循环30次后容量保持率高达99.4％，但是其放电比容量较低，因此进一步的研究选用溶胶凝胶法制备样品。所有掺杂M2+和Ti4+的样品均有单一的尖晶石结构，没有杂相生成。掺杂样品的粒径较小，粒径分布更集中。Mg2+和Ti4+共掺杂提高了锰酸锂的循环稳定性和放电比容量。样品 LiMn1.9Mg0.05Ti0.05O4的电化学性能最优，在3.3-4.35 V、0.5 C的充放电情况下，最高放电比容量达到了143.4 mAh/g，相当于理论比容量的95%。循环30次后放电比容量仍有137.9 mAh/g，容量保持率达到了96.2%；在3.3-4.5 V、0.5 C的充放电情况下，放电比容量可达到了154.1 mAh/g。共同掺杂少量的Ni2+和Ti4+能引起样品的深度放电，提高初始放电比容量，但循环性能较差，增加掺杂量则会使得放电比容量降低。共同掺杂Zn2+和Ti4+对样品放电比容量有一定影响，但提高了样品的循环稳定性能，尤其是高倍率放电的循环稳定性，在4C高倍率下有最优的电化学性能。