Le mot sang-mêlé est normalement un substantif, un nom composé. Apparu à la fin du XVIIIe siècle, il est resté souvent invariable mais on trouvait différentes graphies au pluriel : Noirs créoles et congos, ajouta Biassou, vengeance et liberté ! Sang-mêlés, ne vous laissez pas attiédir par les séductions de los diabolos blancos (Hugo, Bug-Jargal, 1826).
De nos jours, selon les préconisations d’accord de l’Académie française, les deux éléments s’accordent au pluriel : un (une) sang-mêlé, des sangs-mêlés. Cette graphie existait d’ailleurs déjà même si minoritaire (voir ICI).