本发明涉及一种脱盐非对称CDI模块及利用该模块进行脱盐的方法，属于水处理技术领域。一种脱盐非对称CDI模块，所述模块包括阳极和阴极两个电极，两个电极均由石墨片和涂覆在其上的浆料经干燥所得，所述浆料由电极材料、导电炭黑和粘结剂在溶剂中混合后所得，所述阳极：所述电极材料为硝酸处理的活性炭或商业用活性炭；所述粘结剂为季铵化聚乙烯醇；所述阴极：所述电极材料为离子液体修饰的活性炭或商业用活性炭；所述粘结剂为羧甲基纤维素或磺化羧甲基纤维素。本发明提供的水溶性带电聚合物粘结剂制备的活性炭电极免了昂贵的离子交换膜的使用，却可以达到与膜电容去离子模块相近的脱盐效果，因此展现出良好的工业应用前景。