尖晶石LiMn₂O₄具有高电压、高安全性、低污染等特性使其成为新一代锂离子电极正极材料研究热点之一，但其较差的循环性能严重阻碍了其商业化进程。本文针对尖晶石LiMn₂O₄的特性，对材料进行掺杂改性，通过X射线衍射、交流阻抗、循环伏安、充放电等方法对其电化学性能进行研究。实验表明：采用柠檬酸络合法制备LiMn₂O₄正极材料含杂质少，且性能优越，首次放电容量达到115.49mAh·g^-1。通过掺杂C改善其循环性能，当C的含量为3％时，首次放电容量最大，为128.82mAh·g^-1，经过30次循环后样品的比容量仍保持在120mAh·g^-1左右。利用过渡元素铬的自身特点，代替LiMn₂O₄中的锰离子，使工作电位达到5V左右，当掺杂比例x=0.5时，即LiCr_0.5Mn_1.5O₄，材料性能最好。最大放电比容量达到145.85mAh·g^-1。经过30次循环之后。容量仍然保持在121.33mAh·g^-1。将LiMn₂O₄应用于混合型超级电容器的正极材料中，活性炭为负极材料的电容器较两电极均为活性炭的电容器提高了比容量，兼备了高循环寿命。通过一系列电化学测试得到混合电容器的工作电压为0～2.5V，正极材料中活性炭的含量为5％为宜。放电比容量达到32.89F·g^-1，1000次循环后比容量为32.27F·g^-1，比容量衰减了1.89％。