背景

我拥有一台10.5英寸的iPad Pro和第一代的Apple Pencil。

这支铅笔是在2018年三月购买的。大约9.5个月后的2019年一月，它的电池出现故障，不得不在苹果的保修范围内更换。这 并不 是 一个 孤立 问题。我不希望在不到一年的时间里再次遇到故障，尤其是这次超过了保修期，所以下次修理我将不得不自己支付费用。

众所周知，电池是消耗品，不可能永远持久。然而，当铅笔（包括我自己的）在保修期到期之前出现故障时，这表明铅笔存在设计缺陷。

附注：如果你愿意，可以跳过这一部分。

作为一名有经验设计电池供电设备的电气工程师，我对这个设计缺陷有一个理论：

1. 铅笔的电池非常小（0.332 Wh，约为90mAh）。

2. 单独来看，第一点并不是问题，但铅笔是一种始终保持工作状态的设备。它的内部加速度计会感应到移动，并与iPad配对。如果像我一样，将iPad和铅笔放入背包中整天带着走，它会频繁唤醒并消耗电池。我不在乎Jony Ive说什么，它真的需要一个开关。

3. 当锂离子电池被放电到一定程度后，试图重新充电是不安全的。大多数电池保护IC都包含欠压保护功能，当检测到该条件时，关闭与电池串联的充电MOSFET。

4. 当铅笔电量低（例如5%）时，我认为它会进入低功耗模式，与iPad断开连接以节省电量（如果不这样做，并且用户没有立即开始充电，几小时后它将无法恢复，如第3点所述）。

5. 然而，即使在低功耗模式下，电池仍然有一些电流消耗 - 除非使用继电器切断电路供电，而苹果在铅笔中显然没有使用这种方法。一个好的设计可能会有大约10微安的漏电流预算。不幸的是，回到第1点，并考虑到90mAh电量的5％为4.5mAh（假设它仍然保持90mAh电荷；随着时间推移，电量会减少，所以相应地调整数据），10微安的电流消耗将在450小时后完全耗尽电池，即约19天（不到3周）。

由于第5点的影响，如果您将iPad长时间放置不管几周，可能会发现Apple Pencil已经没电了。苹果公司意识到了这一点，所以他们让第二代Pencil更容易连接到iPad Pro上，从而使其能够持续充电。

另外，还有一个完全无关的问题，但也可能起到一定作用：苹果实施了快速充电协议，因此从完全放电状态开始，只需要大约15-20分钟就可以完全充电Pencil，这表明充电速率约为3C至4C。这篇论文显示，在1.2C和1.4C的充电速率下，电池循环寿命明显降低，与1C相比，因此推断在3C或4C的充电速率下，我真的很惊讶电池能够持续多个循环。

我认为这两个问题是导致大多数与电池相关的Apple Pencil故障的原因。

问题

所有的迹象都指出Apple Pencil需要时刻关注以避免耗尽电池。另一方面，我没有找到任何有关新购买的Pencil没电的报告，所以很明显它们可以在商店货架上待上几个星期甚至几个月而不会耗尽电池（尽管它们在售出之前静置在货架上肯定起到了帮助作用）。

我该采取什么措施来确保Pencil的电池寿命最大化？

特别是，我能够将Pencil恢复到出厂设置状态，以此降低电池消耗吗？

我能以“慢速”充电Pencil（比如以1倍充电速率），从而防止因默认的快速充电协议而导致的电池损耗吗？

如果我让Pencil与设备配对后长时间不使用，是否有应用程序提醒我要做这些措施？

注：我将留下一个回答，描述了我为延长现有Pencil寿命所采取的措施，尽管很明显这些措施不够，因为它在9.5个月后就坏了。我正在寻找其他措施，以确保替代品的使用寿命更长。