Levin,
Вам тут нужно будет применить хитрость, для передачи элемента в нужную область видимости:
lis[i].onmouseout = function() {
        setTimeout(function(element) {
            return function() {
                element.className=element.className.replace(/ iehover\b/, "");
            }
        }(this),3000);
}