Rapporto di mercato 2025 sulle batterie a stato solido a base di granato: fattori di crescita, innovazioni tecnologiche e prospettive strategiche. Esplora le tendenze chiave, le dinamiche regionali e le previsioni che plasmano i prossimi cinque anni.

• Sintesi Esecutiva e Panorama di Mercato
• Tendenze Tecnologiche Chiave nelle Batterie a Stato Solido a Base di Granato
• Panorama Competitivo e Principali Produttori
• Previsioni di Crescita del Mercato (2025–2030): CAGR, Volume e Proiezioni dei Ricavi
• Analisi Regionale: Nord America, Europa, Asia-Pacifico e Resto del Mondo
• Sfide, Rischi e Barriere all’Adozione
• Opportunità e Raccomandazioni Strategiche
• Prospettive Future: Percorsi Innovativi e Evoluzione del Mercato
• Fonti e Riferimenti

Sintesi Esecutiva e Panorama di Mercato

Le batterie a stato solido a base di granato (SSB) rappresentano un avanzamento trasformativo nell’accumulo di energia, sfruttando gli elettroliti ceramici di tipo granato—particolarmente l’ossido di litio-lantanio-zirconio (LLZO)—per offrire una sicurezza superiore, densità energetica e vita ciclica rispetto alle batterie agli ioni di litio convenzionali. Nel 2025, il mercato globale per la produzione di SSB a base di granato si trova in una fase cruciale, stimolato dalla crescente domanda da parte dei veicoli elettrici (EV), dell’elettronica di consumo e dei settori di stoccaggio in rete.

Il mercato è caratterizzato da significativi investimenti in ricerca e produzione pilota, con i principali produttori di batterie e i produttori di veicoli a motore che intensificano gli sforzi per commercializzare le SSB a base di granato. Le proprietà uniche degli elettroliti a base di granato, come l’alta conducibilità ionica (fino a 10^-3 S/cm a temperatura ambiente), una vasta finestra di stabilità elettrochimica e un’ottima compatibilità chimica con gli anodi in litio metallico, li rendono una scelta preferita per le batterie di nuova generazione. Questi attributi affrontano le sfide critiche della formazione di dendriti e della infiammabilità associati agli elettroliti liquidi, migliorando così sia la sicurezza che le prestazioni.

Secondo IDTechEx, si prevede che il mercato delle batterie a stato solido superi gli 8 miliardi di dollari entro il 2033, con le chimiche a base di granato destinate a catturare una quota significativa grazie alla loro compatibilità con catodi ad alta tensione e litio metallico. Nel 2025, il segmento delle SSB a base di granato sta assistendo a una robusta attività di R&D, con aziende come Toyota Motor Corporation, QuantumScape e Solid Power che avanzano nello sviluppo di prototipi e aumentano le linee di produzione pilota.

Nonostante i progressi tecnici, il mercato si confronta con sfide relative alla produzione su larga scala, inclusi i costi elevati delle materie prime, i severi requisiti di lavorazione per le ceramiche a base di granato e l’ingegneria delle interfacce per minimizzare la resistenza ai confini elettrodo-elettrolita. Tuttavia, le partnership strategiche tra fornitori di materiali, sviluppatori di batterie e produttori di veicoli stanno accelerando la tempistica di commercializzazione. Le iniziative governative negli Stati Uniti, nell’UE e nell’Asia-Pacifico—come il finanziamento per la produzione avanzata di batterie e la mobilità pulita—stanno ulteriormente catalizzando la crescita del mercato (U.S. Department of Energy).

In sintesi, il 2025 segna un punto di svolta critico per la produzione di batterie a stato solido a base di granato. Il settore sta passando dall’innovazione su scala laboratoriale alla commercializzazione precoce, con un forte slancio da parte di soggetti privati e pubblici. Si prevede che nei prossimi cinque anni assisteremo a un rapido aumento della capacità, alla riduzione dei costi e alla prima ondata di distribuzioni commerciali, in particolare in applicazioni automobilistiche e di stoccaggio stazionario ad alto valore.

Tendenze Tecnologiche Chiave nelle Batterie a Stato Solido a Base di Granato

La produzione di batterie a stato solido a base di granato sta evolvendo rapidamente, spinta dalla necessità di alternative più sicure e con maggiore densità energetica rispetto alle batterie agli ioni di litio convenzionali. Gli elettroliti solidi di tipo granato, in particolare quelli basati su litio lantanio zirconato (LLZO), sono in prima linea grazie alla loro alta conducibilità ionica, stabilità chimica contro il litio metallico e ampia finestra elettrochimica. Nel 2025, diverse tendenze tecnologiche chiave stanno plasmando il panorama produttivo di queste batterie.

• Tecniche di Sinterizzazione Scalabili: I tradizionali metodi di sinterizzazione ad alta temperatura per gli elettroliti a base di granato sono energivori e possono portare a perdite di litio e resistenza ai confini granuli. Recenti progressi si concentrano sulla sinterizzazione a bassa temperatura, sulla pressatura a caldo e sulla sinterizzazione a plasma a scintilla, che migliorano la densificazione mantenendo il contenuto di litio e riducendo i costi di produzione. Aziende come Solid Power stanno investendo in processi di sinterizzazione scalabili per abilitare la produzione di massa.
• Deposizione di Elettroliti a Film Sottile: Ottenere strati di elettrolita di granato sottili e densi è fondamentale per ridurre la resistenza delle celle e aumentare la densità energetica. Tecniche come la colata su nastro, la stampa serigrafica e la deposizione fisica da vapore vengono raffinate per film uniformi e privi di difetti. Toyota Motor Corporation ha riportato progressi nell’integrazione di elettroliti di granato a film sottile per applicazioni automobilistiche.
• Ingegneria dell’Interfaccia: Una delle sfide principali nelle batterie a base di granato è l’alta resistenza interfaciale tra l’elettrolita solido e gli elettrodi, in particolare il litio metallico. Trattamenti superficiali avanzati, come la deposizione di strati atomici e l’uso di materiali interstratificati, vengono adottati per migliorare la bagnabilità e ridurre l’impedenza. QuantumScape e gruppi accademici stanno pubblicando attivamente strategie di ottimizzazione dell’interfaccia.
• Purezza del Materiale e Doping: Le prestazioni degli elettroliti a base di granato sono altamente sensibili alle impurità e ai livelli di dopanti. I produttori stanno implementando rigidi controlli di qualità ed esplorando il doping aliovalente (ad es. Al, Ta, Ga) per migliorare la conducibilità ionica e la stabilità. Idemitsu Kosan Co.,Ltd. è tra i fornitori che si concentrano su polveri LLZO dopate ad alta purezza per i produttori di batterie.
• Integrazione con Lavorazioni Roll-to-Roll: Per soddisfare le esigenze delle applicazioni automobilistiche e di scala di rete, i produttori stanno adattando la lavorazione roll-to-roll per celle a base di granato, abilitando la produzione continua e migliorando la scalabilità. Questa tendenza è supportata da collaborazioni tra startup per batterie e fornitori di attrezzature consolidati.

Queste innovazioni produttive dovrebbero accelerare la commercializzazione delle batterie a stato solido a base di granato, posizionandole come una tecnologia leader nella prossima generazione di soluzioni di accumulo energetico.

Panorama Competitivo e Principali Produttori

Il panorama competitivo per la produzione di batterie a stato solido a base di granato nel 2025 è caratterizzato da una mix dinamico di grandi produttori di batterie, fornitori di materiali specializzati e startup innovative. Il mercato è spinto dalla ricerca di alternative più sicure e con maggiore densità energetica rispetto alle batterie agli ioni di litio convenzionali, con gli elettroliti solidi di tipo granato—particolarmente quelli basati su litio lantanio zirconato (LLZO)—che attraggono molta attenzione grazie alla loro alta conducibilità ionica e stabilità chimica.

Tra i principali produttori, Toyota Motor Corporation si distingue come pioniere, avendo investito pesantemente nella ricerca e nello sviluppo delle batterie a stato solido. Le linee di produzione pilota di Toyota sono segnalate per concentrarsi sugli elettroliti a base di granato, puntando all’integrazione nei veicoli elettrici (EV) entro la metà degli anni 2020. Samsung SDI è un altro attore importante, sfruttando la sua esperienza in materiali avanzati e ingegneria delle batterie per sviluppare celle a stato solido a base di granato scalabili, con un focus sull’elettronica di consumo e sulle applicazioni automobilistiche.

Negli Stati Uniti, QuantumScape ha fatto progressi significativi nella tecnologia delle batterie a stato solido di tipo granato, con più brevetti e produzione pilota in corso. La partnership dell’azienda con Volkswagen Group sottolinea l’importanza strategica delle soluzioni a base di granato per le EV di nuova generazione. Nel frattempo, Solid Power sta avanzando nelle proprie formulazioni di elettroliti a base di granato, mirate sia ai mercati automobilistici che di stoccaggio in rete.

I fornitori di materiali svolgono un ruolo cruciale in questo ecosistema. Tosoh Corporation e Ferro Corporation sono tra i principali produttori di polveri LLZO ad alta purezza e materiali precursori, consentendo ai produttori di batterie di raggiungere le necessarie prestazioni e scalabilità. Inoltre, Ampcera Inc. è specializzata nella lavorazione ceramica avanzata per elettroliti a base di granato, supportando sia i produttori affermati che le startup emergenti.

• Partnership strategiche e joint venture sono comuni, poiché le aziende cercano di combinare l’esperienza nei materiali con le capacità di produzione su larga scala.
• La competizione per i diritti di proprietà intellettuale è intensa, con le aziende leader che ottengono brevetti su composizioni di granato, metodi di lavorazione e architetture delle celle.
• I produttori asiatici, in particolare in Giappone e Corea del Sud, stanno sfruttando il supporto governativo e le forniture consolidate per accelerare la commercializzazione.

Nel complesso, il settore delle batterie a stato solido a base di granato nel 2025 è contrassegnato da innovazione rapida, alleanze strategiche e una corsa per raggiungere la sostenibilità commerciale su larga scala, con i produttori leader che si posizionano per un precoce dominio del mercato man mano che la tecnologia matura.

Previsioni di Crescita del Mercato (2025–2030): CAGR, Volume e Proiezioni dei Ricavi

Il mercato della produzione di batterie a stato solido a base di granato è pronto per una robusta crescita tra il 2025 e il 2030, alimentata dalla crescente domanda di batterie più sicure e con maggiore densità energetica nei veicoli elettrici (EV), nell’elettronica di consumo e nello stoccaggio in rete. Secondo le proiezioni di IDTechEx, si prevede che il mercato globale delle batterie a stato solido raggiunga un tasso di crescita annuale composto (CAGR) superiore al 30% durante questo periodo, con gli elettroliti a base di litio lantanio zirconato (LLZO) che rappresentano una quota significativa grazie alla loro superiore conducibilità ionica e stabilità.

Entro il 2030, il volume totale del mercato per le batterie a stato solido a base di granato è previsto raggiungere circa 15-20 GWh, rispetto a meno di 1 GWh nel 2025, riflettendo un rapido aumento della capacità produttiva. Le proiezioni di ricavi per le batterie a stato solido a base di granato sono stimate a superare i 3 miliardi di dollari entro il 2030, come riportato da MarketsandMarkets. Questo aumento è sostenuto da importanti investimenti da parte di produttori di veicoli e di batterie, tra cui Toyota Motor Corporation e Solid Power, Inc., che stanno portando avanti linee di produzione pilota e puntando a una distribuzione commerciale nella seconda metà del decennio.

• CAGR (2025–2030): 30–35% per la produzione di batterie a stato solido a base di granato, superando il mercato più ampio delle batterie agli ioni di litio.
• Volume: Previsto in crescita da meno di 1 GWh nel 2025 a 15–20 GWh entro il 2030, secondo IDTechEx.
• Ricavi: Si prevede che supereranno i 3 miliardi di dollari entro il 2030, secondo MarketsandMarkets.

I principali fattori di crescita includono la spinta verso elettroliti non infiammabili e resistenti ai dendriti, e la necessità di batterie con una maggiore vita ciclica e densità energetica. Tuttavia, la traiettoria del mercato dipenderà dall’overcoming delle sfide nel miglioramento della scala produttiva, dalla riduzione dei costi e dall’integrazione di successo nelle piattaforme commerciali per EV. Le partnership strategiche e gli incentivi governativi in regioni come Nord America, Europa e Asia Orientale si prevede accelereranno ulteriormente l’espansione del mercato durante questo periodo di previsione.

Analisi Regionale: Nord America, Europa, Asia-Pacifico e Resto del Mondo

Il panorama regionale per la produzione di batterie a stato solido a base di granato nel 2025 è influenzato da vari livelli di avanzamento tecnologico, investimenti e maturità della catena di approvvigionamento in Nord America, Europa, Asia-Pacifico e Resto del Mondo.

• Nord America: Gli Stati Uniti guidano gli sforzi nordamericani, alimentati da robusti finanziamenti per la R&D e da partnership strategiche tra startup per batterie e produttori di veicoli. Aziende come QuantumScape e Solid Power stanno scalando le linee di produzione pilota, sfruttando incentivi governativi e collaborazioni con case automobilistiche come Ford e BMW Group. La regione beneficia di una forte base di proprietà intellettuale e prossimità ai mercati finali, ma affronta sfide nella fornitura di materie prime e nell’aumento della produzione a volumi commerciali.
• Europa: Il settore delle batterie a stato solido a base di granato in Europa è spinto dagli aggressivi obiettivi di decarbonizzazione dell’UE e dall’European Battery Alliance. Importanti produttori automobilistici, tra cui Volkswagen AG e Mercedes-Benz Group, stanno investendo in joint venture e impianti pilota. La regione enfatizza catene di approvvigionamento sostenibili e riciclaggio, con finanziamenti significativi da parte della Commissione Europea per localizzare la produzione di batterie e ridurre la dipendenza dalle importazioni asiatiche. Tuttavia, i progressi in Europa sono temperati da alti costi energetici e complessità regolatorie.
• Asia-Pacifico: L’Asia-Pacifico, in particolare Cina, Giappone e Corea del Sud, domina la catena di approvvigionamento globale delle batterie e sta rapidamente avanzando nella produzione di batterie a stato solido a base di granato. Aziende come Toyota Motor Corporation e Panasonic Holdings stanno investendo pesantemente in R&D e produzione pilota, puntando a una commercializzazione anticipata. Le iniziative sostenute dal governo cinese e le catene di approvvigionamento integrate offrono un vantaggio competitivo, mentre il focus giapponese sull’innovazione nei materiali e l’expertise sudcoreana nel scaling delle batterie rafforzano ulteriormente la leadership della regione. La sfida della regione consiste nell’equilibrare la rapida espansione con il controllo della qualità e la protezione dei diritti di proprietà intellettuale.
• Resto del Mondo: Al di fuori delle principali regioni, la produzione di batterie a stato solido a base di granato rimane agli inizi. I paesi del Medio Oriente e dell’America Latina stanno esplorando opportunità, spesso concentrandosi sull’estrazione di materie prime piuttosto che sulla produzione di celle. Le iniziative si trovano perlopiù nella fase di fattibilità o pilota, con produzione commerciale limitata prevista per il 2025.

Nel complesso, mentre l’Asia-Pacifico domina in termini di scala e integrazione, il Nord America e l’Europa stanno sfruttando l’innovazione e il supporto normativo per accelerare la produzione domestica di batterie a stato solido a base di granato, preparando il terreno per una crescente competizione globale e diversificazione della catena di approvvigionamento nel 2025.

Sfide, Rischi e Barriere all’Adozione

Le batterie a stato solido a base di granato (SSB) sono ampiamente considerate una promettente tecnologia di accumulo energetico di nuova generazione, ma il loro percorso verso l’adozione commerciale nel 2025 è costellato di sfide, rischi e barriere significative. La produzione di SSB a base di granato, in particolare quelle che utilizzano ossido di litio-lantanio-zirconio (LLZO) come elettrolita solido, affronta diversi ostacoli tecnici ed economici che devono essere affrontati per il dispiegamento su larga scala.

• Sintesi e Purezza del Materiale: Raggiungere elettroliti a base di granato ad alta purezza e stabilità di fase è un processo complesso. LLZO è sensibile alla contaminazione e richiede un controllo preciso della stechiometria e delle condizioni di sinterizzazione. Impurità o fasi secondarie possono ridurre drasticamente la conducibilità ionica e le prestazioni della batteria, aumentando il rischio di fallimenti di lotto e perdite di rendimento. Questa sfida è aggravata dalla necessità di metodi di sintesi scalabili e convenienti, che rimangono poco sviluppati rispetto ai materiali per batterie agli ioni di litio convenzionali (IDTechEx).
• Ingegneria dell’Interfaccia: Una delle barriere più critiche è l’alta resistenza interfaciale tra l’elettrolita a base di granato e l’anodo in litio metallico. Un cattivo contatto e l’instabilità chimica a questa interfaccia possono portare alla formazione di dendriti, cortocircuiti e rapida perdita di capacità. Le soluzioni avanzate di ingegneria dell’interfaccia, come i rivestimenti superficiali o gli strati tampone, sono ancora nelle prime fasi di sviluppo e aggiungono complessità al processo di produzione (Benchmark Mineral Intelligence).
• Scalabilità della Produzione: La transizione dalla fabbricazione su scala di laboratorio alla produzione di massa presenta rischi significativi. Le SSB a base di granato richiedono sinterizzazione ad alta temperatura e controllo preciso dell’atmosfera, che sono energivori e costosi. Scalare questi processi mantenendo la consistenza del prodotto e minimizzando i difetti è una barriera importante, specialmente considerando le linee di produzione mature e altamente ottimizzate delle batterie agli ioni di litio convenzionali (Bain & Company).
• Competitività dei Costi: L’alto costo delle materie prime, i passaggi di lavorazione complessi e i bassi rendimenti di produzione rendono attualmente le SSB a base di granato significativamente più costose delle tecnologie concorrenti. Senza sostanziali riduzioni dei costi, l’adozione su larga scala nei mercati automobilistici o di stoccaggio in rete sarà limitata (Wood Mackenzie).
• Rischi della Catena di Approvvigionamento e della Proprietà Intellettuale: La fornitura di materie prime critiche (come il litio ad alta purezza e elementi delle terre rare) e il panorama della proprietà intellettuale frammentato pongono rischi aggiuntivi. Garantire catene di approvvigionamento affidabili e navigare tra complessi brevetti è essenziale per i produttori che cercano di Scalare la produzione (Sandia National Laboratories).

In sintesi, mentre le batterie a stato solido a base di granato offrono prestazioni e vantaggi di sicurezza convincenti, superare queste sfide e rischi produttivi è essenziale per la loro riuscita commercializzazione nel 2025 e oltre.

Opportunità e Raccomandazioni Strategiche

Il mercato delle batterie a stato solido a base di granato nel 2025 presenta significative opportunità per produttori, sviluppatori tecnologici e partecipanti alla catena di approvvigionamento. Con la crescente domanda di batterie più sicure e con maggiore densità energetica—alimentata dai veicoli elettrici (EV), dallo stoccaggio in rete e dall’elettronica portatile—gli elettroliti solidi di tipo granato, in particolare quelli basati su litio lantanio zirconato (LLZO), stanno emergendo come una soluzione leader grazie alla loro alta conducibilità ionica e stabilità chimica.

Le opportunità chiave includono:

• Elettrificazione Automobilistica: I principali produttori automobilistici stanno investendo nella R&D per batterie a stato solido per superare le limitazioni delle batterie agli ioni di litio convenzionali. Gli elettroliti a base di granato, con la loro capacità di sopprimere la crescita dei dendriti e abilitate anodi in litio metallico, sono ben posizionati per soddisfare i requisiti del settore automobilistico in termini di sicurezza e densità energetica. Le partenership strategiche con OEM e fornitori di primo livello possono accelerare la commercializzazione (Toyota Motor Corporation, Volkswagen AG).
• Scalabilità della Produzione: La transizione da scala di laboratorio a produzione di massa rimane una sfida. Le aziende che investono in metodi di sintesi scalabili (ad es., colata su nastro, pressatura a caldo) e nella fornitura di materie prime a costi competitivi otterranno un vantaggio competitivo. Le collaborazioni con produttori di attrezzature e fornitori di materiali sono cruciali (Solid Power, Inc., Ampcera Inc.).
• Proprietà Intellettuale (IP) e Licensing: Lo spazio degli elettroliti a base di granato è intensivo in IP. Le aziende con solidi portafogli di brevetti possono monetizzare le proprie innovazioni attraverso licensing o joint venture, specialmente mentre i player globali cercano accesso a tecnologie collaudate (Samsung Electronics).
• Supporto Governativo e Regolatorio: Gli incentivi politici per la produzione domestica di batterie e lo stoccaggio di energie rinnovabili stanno espandendo negli Stati Uniti, nell’UE e in Asia. Sfruttare sovvenzioni, crediti d’imposta e partnership pubblico-private può ridurre il rischio di capitale e accelerare il time-to-market (U.S. Department of Energy, Commissione Europea).

Le raccomandazioni strategiche per il 2025 includono la priorità a R&D per migliorare la lavorabilità e la compatibilità delle interfacce degli elettroliti di granato, la formazione di alleanze lungo la catena del valore delle batterie e l’interazione attiva con gli organi regolatori per definire standard. I primi attori che affrontano le barriere di produttività e costo, pur garantendo catene di approvvigionamento solide, saranno meglio posizionati per catturare quote di mercato man mano che si accelera l’adozione delle batterie a stato solido.

Prospettive Future: Percorsi Innovativi e Evoluzione del Mercato

Le prospettive future per la produzione di batterie a stato solido a base di granato nel 2025 sono plasmate da una convergenza di innovazione tecnologica, investimenti strategici e domande di mercato in evoluzione. Gli elettroliti solidi di tipo granato, in particolare quelli basati su litio lantanio zirconato (LLZO), stanno guadagnando slancio grazie alla loro alta conducibilità ionica, stabilità chimica contro il litio metallico e compatibilità con catodi ad alta tensione. Questi attributi collocano le batterie a base di granato come una soluzione promettente per l’accumulo energetico di nuova generazione, specialmente nei veicoli elettrici (EV) e nelle applicazioni di rete.

I percorsi di innovazione nel 2025 si concentreranno sull’overcoming delle principali sfide produttive, come la realizzazione di strati di elettroliti di granato densi e privi di difetti su scala e l’assicurazione di interfacce robuste con gli elettrodi. Le principali istituzioni di ricerca e i player dell’industria stanno investendo in tecniche di sinterizzazione avanzate, come la sinterizzazione a plasma a scintilla e la colata su nastro, per migliorare la produttività e ridurre i costi. Inoltre, la modifica superficiale e l’ingegneria dell’interfaccia sono state priorizzate per minimizzare la resistenza interfaciale e la formazione di dendriti, critiche per la viabilità commerciale.

I principali produttori di batterie e i produttori di veicoli stanno accelerando le linee di produzione su scala pilota e formando partnership strategiche per garantire proprietà intellettuali e catene di approvvigionamento. Ad esempio, Toyota Motor Corporation e Panasonic Holdings Corporation hanno annunciato joint venture mirate alla commercializzazione delle batterie a stato solido, con particolare enfasi su chimiche a base di granato. Allo stesso modo, startup come QuantumScape Corporation stanno aumentando le loro tecnologie di elettroliti a granato proprietarie, puntando a prototipi di classe automobilistica entro la fine del 2025.

• Secondo IDTechEx, si prevede che il mercato globale delle batterie a stato solido raggiunga gli 8 miliardi di dollari entro il 2030, con sistemi a base di granato che rappresentano una quota significativa grazie ai loro vantaggi in termini di sicurezza e prestazioni.
• Benchmark Mineral Intelligence riporta un crescente investimento in impianti pilota e sviluppo della catena di approvvigionamento per i materiali a base di granato, in particolare in Nord America, Europa e Asia Orientale.
• Le iniziative governative, come le sovvenzioni per la produzione di batterie del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, dovrebbero ulteriormente accelerare R&D e capacità di produzione nazionale per le batterie a stato solido.

In sintesi, il 2025 segnerà probabilmente un anno decisivo per la produzione di batterie a stato solido a base di granato, con innovazioni incentrate sulla produzione scalabile, l’ottimizzazione delle interfacce e l’integrazione nelle piattaforme EV. L’evoluzione del settore sarà guidata da sforzi collaborativi lungo la catena del valore, finanziamenti robusti e una chiara traiettoria verso il dispiegamento commerciale.

Fonti e Riferimenti

• IDTechEx
• Toyota Motor Corporation
• QuantumScape
• Idemitsu Kosan Co.,Ltd.
• Volkswagen Group
• Ferro Corporation
• Ampcera Inc.
• MarketsandMarkets
• Volkswagen AG
• Commissione Europea
• Benchmark Mineral Intelligence
• Bain & Company
• Wood Mackenzie
• Sandia National Laboratories