Ici « en plein » signifie « au beau milieu ».
On peut dire « il est en plein travail« , ce qui signifie qu’il est au beau milieu d’un travail, très absorbé par son travail.
On peut aussi dire « il est en pleines révisions« , dans le même sens, du fait que « les révisions » ne signifie pas la même chose que « la révision ».
Donc, en théorie, « il est en pleins devoirs » devrait être correct (« les devoirs » sens différent de « le devoir »), mais pourtant me paraît plus problématique, j’ai l’impression que ça n’est pas approprié, et qu’on dira plutôt « il est en plein travail, il fait ses devoirs« .

Il est en pleine réflexion, il est en plein sommeil ou en plein soleil, ça s’accorde, donc pourquoi pas en pleins devoirs… à l’oral, disons.

L’adjectif se met au pluriel. Le sens adverbial  (avec invariabilité) ne peut pas s’appliquer à un nom.

Plein peut avoir plusieurs natures : nom, adjectif, préposition, adverbe. D’où notre hésitation.
en plein  est une locution prépositionnelle. Elle se compose de : préposition + adjectif : il s’accorde avec le nom qui suit :
on est en pleine crise
Mais en plein peut aussi être adverbe : il est en plein dans ses machinations. Il signifie entièrement, totalement : il est entièrement /complètement dans ses machinations

– il est en plein dans ses devoirs >adverbe et  invariable et seule formulation correcte
– °il est en pleins devoirs > adjectif et s’accorde avec le nom
Comme Cathy, je considère comme incorrect ce dernier emploi avec devoirs, la locution prépositionnelle s’appliquant à des processus : déménagement, crise, révisions, nettoyage et non des éléments concrets.

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BDL : plein, adjectif :
plusieurs emplois dont certains dans des locutions où le mot est précédé d’une préposition et suivi d’un nom qu’il détermine, par exemple :