En ese caso es tan "sencillo" como lo que indicas, vas tomando muestras cada X tiempo, multiplicas intensidad por el intervalo de tiempo vas sumando las multiplicaciones y tendrás la capacidad consumida. Vamos, una integral discreta. Pero tienes que tener cuidado ya que sabrás lo que has consumido pero no lo que te queda de batería con precisión ya que el 100% de capacidad de una batería está establecido a un régimen de descarga, si las intensidades de consumo son mayores la capacidad efectiva de la batería baja. Y con el uso y número de recargas también va bajando la capacidad. Además de las cuentas que quieres hacer ten en cuenta siempre la tensión final de la batería que nunca la dejes bajar de esos 3,2-3,0 V que indica @fm ya que imagino que sabrás que si baja de ese valor te cargas la batería sin posibilidad de recuperarla.