No debería haber gran problema para sustituir la batería interna por una fuente de corriente continua externa. En mi antiguo lugar de trabajo, la gente de software utilizaba de forma rutinaria (¡y sin ninguna reserva!) varias fuentes de alimentación variable de sobremesa para alimentar los teléfonos y las tabletas en desarrollo directamente al conector de la batería, porque el firmware/software de gestión del cargador interno estaba roto en ese momento.
Desde su nivel, el módulo como "Mini LM2596s 3A DC to DC Buck Converter Power Supply Step Down Module" hará el trabajo. Puedes ajustar el voltaje de salida a algo en el rango entre 3,6 y 4,2 V, aunque el teléfono podría seguir confundiéndose con respecto al "estado de carga de la batería". Si la confusión no desaparece después de varios ciclos de encendido y apagado, entonces no tienes suerte, ya que los teléfonos utilizan métodos bastante sofisticados para comprobar el estado de la batería.
Además, si la batería tiene un sensor térmico incorporado (normalmente como un tercer contacto en la carcasa de la batería), puede que tengas que simular un "buen estado térmico" conectando una resistencia de 10k a tierra. Tu batería (BL-53YH) tiene dos contactos adicionales, pero en los teléfonos recientes se utilizan para la antena de campo cercano, así que no te preocupes por ellos.
Sin embargo, podría tener más sentido económico para conseguir una batería de reemplazo barato de e-Bay o AliExpress, parecen estar en el rango de $ 10 en qty.1. Por lo menos el riesgo será mucho menos que desde el desarrollo de un regulador en la batería fromfactor por su cuenta, con alimentación de pared AC-DC (o llevar un cable USB), u otras cosas feas.